Materia intunecata s-ar putea sa nu existe! De circa 30 de ani o mica parte a comunitatii stiintifice sustine ca ar trebui modificata legea gravitatiei – adica modul in care calculam interactiunea gravitationala.
O analiza efectuata asupra a 150 de galaxii arata cum ca asa ceva ar fi posibil. Materia intunecata este unul dintre cele mai mari mistere ale fizicii actuale; aceasta ar trebui sa fie materia dominanta in Univers, dar, cum nu emite lumina si nici nu interactioneaza (decat prin gravitatie) cu materia normala ar fi invizibila!
De ce se crede ca ar exista o astfel de materie? Totul pleaca de la masurarea cu precizie a vitezei de rotatie ale stelelor in periferia galaxiilor – aceasta viteza depinde de atractia gravitationala exercitata de materia din galaxie. Aplicand deci legea gravitatiei pe care o cunoastem – cea descoperita de Newton acum cateva sute de ani – si tinand cont de materia cunoscuta din galaxii (stele, planete, praf, gaz, gauri negre) se poate calcula aceasta viteza.
Cand insa o comparam cu viteza masurata vedem cum ca cea calculata este mult mai mica decat cea masurata, mai ales in periferia galaxiilor! Din acest motiv mare parte a oamenilor de stiinta sunt convinsi ca in galaxii exista mult mai multa materie decat cea pe care o vedem – aceasta a capatat numele de materie intunecata. Se crede ca ar fi compusa din particule asemanatoare cu cele pe care le cunoastem, insa care pana in prezent nu au fost descoperite, in ciuda experimentelor la acceleratoarele de particule dar si in laboratoarele subterane care cauta aceste noi particule.
Experimentele continua – cu acceleratoare din ce in ce mai performante dar si cu detectoare de particule din ce in ce mai sensibile. Intre timp insa o parte a comunitatii oamenilor de stiinta crede ca vina nu este a unei materii invizibile, ci a formulei pe care o folosim pentru a calcula forta de atractie gravitationala, cea pe care toti o studiem la scoala. Sustin acesti cercetatori ca la distante enorme precum cele din galaxii formula reala ar trebui modificata (exista si modele care modifica legea gravitatiei la distante extrem de mici) – este vorba despre asa-numitele modele MOND (MOdified Newtonian Dynamics).
In cadrul acestor modele forta de atractie gravitationala este calculata pe baza unei formule care poate avea mai multi termeni, ce depind de distante, de exemplu. Exista mai multe modele de acest tip. Recent, un grup de cercetatori a testat un astfel de model asupra a circa 150 de galaxii. Modelul testat are un termen in plus, EFE (the External Field Effect), care nu exista nici in teoria lui Newton nici in cea a lui Einstein (relativitatea generala – care, trebuie adaugat, nu rezolva problema materiei intunecate), care face ca forta de atractie gravitationala sa depinda nu doar de masa obiectului studiat ci de masa intregii materii din Univers.
Grupul de cercetatori, care a publicat rezultatele acestui studiu intr-un articol in The Astrophysical Journal, a analizat curbele de rotatie a 153 de galaxii; datele folosite erau din baza de date Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC) . Analizand aceste date au obtinut dovezi cum ca EFE ar putea fi un efect real, intrucat existau diferent intre galaxiile ce se afla intr-un camp extern puternic fata de cele intr-un camp extern mai putin intens.
Evident la ora actuala aceasta este doar o ipoteza – inca nu putem fi siguri ca nu este nevoie de materia intunecata. Universul este compus din sute de miliarde de galaxii! Totusi, rezultatul este interesant, intrucat arata cum ca pe langa cautarea intensiva a unor noi tipuri de particule este utila si o cercetare a unei posibile noi teorii a gravitatiei, exact ceea ce fac autorii acestui articol care aplica formulele MOND asupra datelor experimentale astronomice.
Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro