Categorie: Cosmologia Galassie
Tags: accelerazione radiale legge universale materia oscura MOND relatività generale rotazione galassie
Scritto da: Vincenzo Zappalà
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!!! La materia oscura non serve più alle galassie… **/***
Questo articolo è stato inserito nella pagina d'archivio dedicata alla MATERIA OSCURA, nella quale troverete una selezione di articoli sull'argomento e le motivazioni della nostra impostazione critica a riguardo
Detto in parole molto semplici (a parte i tentativi nemmeno troppo convincenti di riuscire a non sparare a raffica sulla materia oscura), la rotazione di tutti i tipi di galassie segue una legge simile che dipende direttamente dalla materia visibile. Se preferite, vi è una stretta correlazione tra la rotazione (o l’accelerazione radiale, che è la stessa cosa) e la materia barionica visibile. Il modello cosmologico si incrina notevolmente…
Senza entrare troppo nei dettagli, questo succede sia nelle galassie in cui dovrebbe esserci molta materia oscura, sia in quelle che ne dovrebbero avere poca. Gli autori concludono che la materia oscura potrebbe salvarsi se e solo se ci fosse una a dir poco inspiegabile relazione con la materia visibile. Un’ipotesi a dir poco molto strana e piuttosto tortuosa. Riporto le loro parole:
“The radial acceleration relation describes the local link between baryons and dynamics in galaxies, encompassing and generalizing several well-known galaxy scaling laws. This is tantamount to a Natural Law: a sort of Kepler law for galactic systems. A tight coupling between baryons and DM is difficult to understand within the standard ΛCDM cosmology. Our results may point to the need for a revision of the current DM paradigm.” (“La relazione dell’accelerazione radiale descrive la connessione tra la materia barionica e la dinamica delle galassie, che comprende e generalizza molte leggi di “scaling” delle galassie. Questo risultato è equivalente a una Legge Naturale: una specie di legge di Keplero per i sistemi galattici. Una stretta correlazione tra la massa barionica e la materia oscura è difficile da capire nell’ambito del modello standard cosmologico odierno. I nostri risultati potrebbero portare a una revisione dell’attuale paradigma sulla materia oscura”).
Con tutta la diplomazia del caso (bisogna stare attenti a non pestare troppo i piedi dei “potenti”), è una chiara accusa alla materia oscura che sembrerebbe non avere alcuna ragione d’essere, anche perché se ci fosse dovrebbe seguire “servilmente” ciò che fa la materia barionica (e non è quello che si dice oggi).
La scoperta potrebbe avere risvolti enormi. Non si tratta più soltanto di una legge empirica tipo MOND (vedi appendice), ma di una vera e propria legge galattica universale. Scusate le ripetizioni, ma è necessario comprendere bene il risultato veramente entusiasmante e dai risvolti difficili da comprendere nella loro vastità.
Se gli astronomi misurassero la distribuzione di massa visibile di una galassia, essi potrebbero risalire alla curva di rotazione e, ovviamente, anche il VICEVERSA (punto veramente fondamentale). Non si sa ancora quale sia la vera ragione di tutto ciò, ma il risultato non dipende dalle caratteristiche intrinseche delle galassie. Un qualcosa di molto simile alle leggi di Keplero che valgono sia per un pianeta fatto di roccia che per un gigante gassoso come Giove.
La ricerca si è basata su 153 galassie a spirale e irregolari, su 25 ellittiche e su 62 galassie nane. Il prossimo passo sarà quello di estendere le osservazioni su strutture molto più primitive.
Forse sarà necessario fare un passettino in più con la relatività generale e considerare qualche fattore che possa applicarla a strutture così gigantesche. Penso che lo stesso Einstein ne sarebbe contento. In fondo, si tratterebbe solo di correggere un po’ il tiro su scale decisamente diverse dal solito.
Un “bravo!” agli autori, ricordando che il primo nome è italiano (Federico Lelli). Uno dei soliti, tanti, troppi, cervelli in fuga?
Articolo originale QUI .
Appendice su MOND
MOND sta per Modified Newtonian Dynamics, ossia Dinamica Newtoniana Modificata. La teoria ammette che la legge di gravitazione universale sia valida solo per accelerazioni piuttosto grandi. Quando il valore tende a essere molto piccolo la formula di Newton subirebbe un cambiamento. In parole “matematiche”, la ben nota formula che definisce la forza: F = ma, varrebbe solo per grandi accelerazioni. Se si scendesse al di sotto di un valore molto basso si dovrebbe usare la versione più generale:
F = m μ(a/ao) a
Dove ao è l’accelerazione critica e varrebbe circa 10-10 m/sec2, mentre a è il modulo dell’accelerazione.
μ (a/ao) vale esattamente 1 se a >> ao e si ritorna alla formulazione newtoniana.
μ (a/ao) vale invece a/ao se a << ao.
Ne deriva che in questo caso la forza si smorza velocemente.
In questo modo si riuscirebbe a spiegare, in modo un po’ empirico) la velocità di rotazione pressoché costante ai bordi delle galassie che sembra non seguire l’andamento previsto dalla legge di Keplero, che impone una sua decrescita continua con la distanza dal centro della galassia, ossia v deve andare con r -1/2.
La formulazione matematica non è semplice, tuttavia MOND sembra poter fare a meno della materia oscura, almeno per quanto riguarda una singola galassia. Diciamo subito che la teoria non è accettata da molti, dato che la comunità scientifica preferisce di gran lunga un qualcosa che non si vede e non si può vedere.
In pratica, come si applica la teoria? Si studia la dispersione della velocità di rotazione a diverse distanze dal centro e da questa si ricava l’accelerazione che permette di determinare la massa dell’intera galassia, che, però, si ottiene anche con altri metodi. Vale, ovviamente, anche il procedimento inverso.
La nuova ricerca osservativa è andata oltre e si è focalizzata sullo studio del movimento delle tante piccole galassie satelliti di Andromeda, utilizzando come fisica di base proprio MOND. Lo scopo era di vedere se in questo modo si riusciva a ottenere il risultato osservativo senza bisogno di aggiungere massa (invisibile) al sistema. I risultati sono stati positivi a tal punto che il lavoro è stato accettato per la pubblicazione sulla più importante rivista internazionale in campo di astrofisica d’avanguardia: Astrophysical Journal.
McGuagh, il leader della ricerca, era un fautore della materia oscura, ma ha perso gradatamente la sua fiducia avvicinandosi sempre più alla soluzione data da MOND. L’applicazione positiva a un sistema non più legato solo a una singola galassia, ma più ampio e più sensibile alle differenze che imporrebbe MOND è considerato un netto passo avanti per questa teoria ancora molto criticata. In particolare, il modello è stato applicato a 17 galassie nane e per 16 di esse l’accordo è stato praticamente perfetto. Il caso con risultato negativo ha però dei problemi intrinseci, dato che diverse osservazioni portano a valori diversi dell’accelerazione.
La nuova ricerca fa un netto passo in avanti, definendo una legge universale, indipendente dal tipo di galassia e dalle sue caratteristiche peculiari. Sicuramente, si potrebbe applicare anche a galassie satelliti… Ne vedremo delle belle.
Notate che abbiamo parlato di legge di Newton, ma il discorso si trasforma “facilmente” nel campo della Relatività Generale.
NEWS del 31/3/2017 - Una nuova ricerca potrebbe dimostrare l'inutilità dell'energia oscura
NEWS del 5/3/2019 - Un modello matematico "proverebbe" che la massa mancante potrebbero averla i fotoni, ma la cosa non ci convince più di tanto...
NEWS del 1/7/2021 - Trovate due galassie senza materia oscura... ma come si permettono?!
NEWS del 8/12/2021 - Un'altra galassia "si ribella" e fa a meno della materia oscura!
NEWS del 10/8/2022 - Nessuna traccia di aloni di materia oscura nell'ammasso della Fornace: notevole accordo tra osservazioni e aspettative della teoria Mond (articolo di Media Inaf)
10 commenti
Vedo che si sta letteralmente facendo luce nelle oscure menti dei soliti noti. Caro Enzo vedrai che il tempo (non poi così lungo) punterà grandi fari per rischiarare tutta questa...oscurità
Ah ... Finalmente!
Caro Fiorentino,
non credere che sia così facile... pensa che il lavoro non è stato citato da nessuno nei media e questo la dice lunga su come vorranno tenerne conto... Vuoi mica togliere il giocattolo a tanti bimbi che si divertono con cose che non si riescono a provare???
Fai carrieera senza paura che qualche osservazione ti distrugga le tue teorie...
Per Fiorentino e per TUTTI.
Media INAF non ha minimamente accennato al lavoro sulla rotazione delle galassie (che sembra disgregare la materia oscura). Tuttavia, oggi inserisce in bella mostra un articolo in cui si parla di emissioni molto forti di raggi gamma dal centro di Andromeda. Non sanno ancora dare aluna spiegazione (a parte una forte concentrazione di pulsar, che potrebbe anche starci), ma il titolo parla chiarissimo: MATERIA OSCURA NEL CENTRO DI ANDROMEDA?
Per adesso c'è ancora il punto interrogativo, ma vedrete che sparirà presto...
Qualsiasi cosa si osservi, e non si capisca bene, ha sempre una risposta sicura: "Forse, è probabile, quasi sicuramente, è la materia oscura". Insomma, la vediamo sempre... ma è oscura o non è oscura???
Tipico dell'informazione "di regime"... ogni volta che una ricerca seria potrebbe gettare qualche ombra su quella ufficiale, gli organi istituzionali pubblicano notizie a sostegno di essa, così lo sprovveduto/non addetto ai lavori che dovesse incappare per sbaglio nella ricerca seria, non potrebbe far altro che concludere che non è seria in quanto non riconosciuta dagli stessi organi istituzionali.
Non è la stessa cosa che, per esempio, ha fatto la Nasa qui https://apod.nasa.gov/apod/ap160606.html ribadendo il concetto che l'espansione dell'universo sta accelerando e che le supernove Ia sono candele standard assolutamente affidabili quando, invece, ci sono molti studi che vanno in direzione contraria?
Chi desidera pensare con la propria testa può trovare gli studi sulle supernove Ia che mettono in crisi l'energia oscura in questo articolo e nei link ad esso collegati
... Pure l'INAF!? Siamo messi proprio male! Altro che Terzo Mondo! Forse ... se ci fossero fondi, finanziamenti, sovvenzioni per ... scoperte normali, se ci fosse meno competizione, meno caccia al titolone sulla propria ricerca, forse torneremmo ad essere come una volta. L'audience, la ricerca dello share più alto fanno male pure alla ricerca...
perfettamente d'accordo, caro Fiorentino.
Una volta dicevamo che gli americani erano ossessionati nella ricerca, sempre in lotta per ottenere fondi che, solitamente, andavano solo a chi vinceva una certa gara di intenti. Noi, tranquilli, con un fondo modesto ma sicuro, lavoravamo in pace e ottenevamo spesso i risultati teorici migliori, pur con una tecnologia meno esasperata. Mi ricordo quando facevano di tutto per nascondere i nuovi dati delle missioni spaziali per non rischiare che gli italiani arrivassero prima alla soluzione oppure sparavano a raffica, sperando di azzeccarci al primo colpo (con troppa ansietà e fretta) e, solitamente, non citando mai i nostri lavori (che a volte scopiazzavano).
Poi, anche da noi è venuta la mania delle gare dell'agenzia spaziale, dove, però, ci volevano appoggi politici o baronali. Gare dirette alle missioni e quindi che pretendevano un risultato "pratico", espresso in tempo e fondi necessari (come se la scienza di base potesse sapere quando e come ottenere un risultato "pratico"...). Fortunatamente, questi fondi erano un di più e iniziammo ad assomigliare agli americani, ma avevamo sempre un po' di fondi sicuri per la ricerca di base. Infine, tutto venne tagliato e diretto verso la burocrazia (nel '70 all'osservatorio c'era una sola burocrate che lavorava mezza giotnata); ngli anni '90 e 2000 i burocrati sono diventati di più degli astronomi. I fondi andavano per gli stipendi e per la ricerca in un unico calderone. Ovviamente, crescendo i primi , i fondi per la ricerca sono spariti.
E così gli unici soldi si trovavano cercando di presentare qualcosa all'ASI (aggiustandola come qualcosa di spaziale) o chiedendo sostegno a fondi europei (la lotta era molto dura). Oggi siamo diventati come gli americani. Non abbiamo più nuovi posti e chi ce l'ha può leggere un libro o inventarsi una ricerca a costo zero. Altrimenti lotta col coltello in bocca, pieno di finzioni, di raggiri vari e di ricerca dell'appoggio dei potenti di turno... Povera ricerca... Immaginiamoci se Einstein non avesse avuto una lira per viaggiare...
Scusa se mi sono dilungato, ma sapessi quanta trisitezza a vedere certe cose (ma l'INAF non mi stupisce, essendoci vissuto per 40 anni e conoscendo a che punto era arrivata quando sono andato in pensione)...
Commento questo vecchio articolo per segnalare che sul numero de Le Scienze di dicembre è apparso un articolo di Stacy S. McGaugh, coautore dell'articolo richiamato da Enzo. Articolo che ha conquistato anche la copertina della rivista.
L'articolo riporta i motivi per i quali non può essere più sottovalutata e trascurata la possibilità che gli effetti sulle velocità orbitali delle galassie e all'interno delle galassie possano essere prodotti da una gravità modificata e non dalla materia oscura, quest'ultima ipotesi sempre più difficile da adattare alle osservazioni. Molti degli argomenti sono quelli che Enzo ci ha presentato più volte. Gli autori non nascondono, anzi evidenziano alcuni "seri problemi" che incontrano anche le ipotesi di gravità modificata. Tanto che riportano anche altre linee di ricerca che ipotizzano cause non gravitazionali per i fenomeni osservati o alcune idee derivate dalla teoria delle stringhe. Al termine l'articolo indica alcuni nuovi strumenti e campagne di osservazioni che prevedibilmente renderanno disponibili nei prossimi anni dati che potranno aiutare a chiarire quale ipotesi è più vicina alla realtà.
La conclusione dell'articolo è un invito che riporto perché assonante con questo circolo: "L'universo ha l'abitudine di sorprenderci; dovremmo essere pronti ad accogliere con mente aperta quello che i dati futuri riveleranno".
Questo numero de Le Scienze tratta anche altri temi frequentemente presenti in questo circolo come clima, distorsioni nei finanziamenti alla ricerca e qualità dei risultati pubblicati. In alcuni casi con posizioni vicine in altri contrastanti con quelle qui più comuni.
Forse sta cambiando la linea editoriale: ora diverrebbe "aperta" a tutte le ricerche su un certo tema; non ci dovrebbe essere più selezione di alcune rispetto ad altre. Anche sul clima si notano segni di .. cambiamento, almeno nelle news anche se il danno ormai è fatto: chi ha accettato, acriticamente, che esistono la materia ed energia oscure, che per la prima volta, a partire da 150 anni fa, la temperatura ha cominciato a cambiare (tanto che a Bruxelles, pochi giorni fa, cortei di dimostranti sfilavano al grido di "cambiamo il sistema, non il clima") be' credo che sarà difficile indurre in essi un saggio ripensamento. Oltretutto il fatto che ci siano voluti anni di "bombardamento" a senso unico per portarli alla convinzione che ora hanno, rende improba l'operazione opposta, vista la disparità di "risorse" disponibili per essa... Forse è per questo che, a voler pensar male, c'è, ci può essere l'auspicata, e forse osservata apertura, in nuce, di Scienze.
grazie del contributo Fabrizio e grazie dei commenti sempre precisi di Fiorentino. Certe conferme (tardive) non fanno che renderci sempre più volenterosi e caparbi nel sostenere la validità del nostro pensiero, prima di abbandonarci all'accettazione dei dogmi... Forse, Giordano Bruno ci ha insegnato qualcosa, anche se noi rischiamo molto meno...
Viva il Circolo!!!!