Un gruppo di ricercatori dell’Università di Waterloo e dell’Università della Columbia Britannica ha identificato un potenziale “errore cosmico” nella gravità dell’universo, che spiegherebbe comportamenti insoliti su scala cosmica. Da oltre un secolo, la teoria della “relatività generale” di Albert Einstein è il pilastro su cui si basano le conoscenze sulla gravità universale. Questa teoria, che ha superato innumerevoli test e osservazioni, postula che la gravità influenzi non solo tre dimensioni fisiche ma anche il tempo, considerato come una quarta dimensione, come spiegato da Robin Wen, autore principale dello studio e neolaureato in Fisica Matematica a Waterloo
Questo modello di gravità è fondamentale per teorizzare dal Big Bang fino alla fotografia dei buchi neri. Tuttavia, quando analizziamo la gravità su scale cosmiche, come nei cluster di galassie o oltre, emergono delle incongruenze con le previsioni della relatività generale. È come se la gravità smettesse di corrispondere perfettamente alla teoria di Einstein.
Questa discrepanza, definita “errore cosmico”, comporta un indebolimento della gravità dell’ordine dell’1% su distanze di miliardi di anni luce.
Problemi su scala cosmica
Per più di vent’anni, fisici e astronomi hanno cercato di sviluppare un modello matematico che spiegasse queste apparenti incongruenze. Molti di questi sforzi si sono concentrati a Waterloo, un centro di eccellenza per la ricerca gravitazionale avanzata grazie alla collaborazione interdisciplinare tra matematici applicati e astrofisici. Niayesh Afshordi, professore di astrofisica a Waterloo e ricercatore all’Istituto Perimeter, ha commentato :
Quasi un secolo fa, gli astronomi scoprirono che il nostro universo è in espansione. Le galassie più lontane si muovono tanto velocemente da sembrare raggiungere quasi la velocità della luce, il limite massimo consentito dalla teoria di Einstein. La nostra scoperta indica che, su queste scale estreme, la teoria di Einstein potrebbe essere insufficiente.
Il nuovo modello di “errore cosmico” proposto dal team di ricerca modifica ed estende le formule matematiche di Einstein in modo da risolvere le incongruenze di alcune misurazioni cosmologiche, senza compromettere le applicazioni di successo della relatività generale, come spiegato da Wen:
Pensateci come a una postilla alla teoria di Einstein.
Afshordi ha aggiunto:
Una volta raggiunta una scala cosmica, si applicano termini e condizioni specifici. Questo nuovo modello potrebbe essere il primo indizio di un puzzle cosmico che stiamo iniziando a risolvere attraverso spazio e tempo.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.