Le rivelazioni Webb della NASA sfidano la tradizionale teoria della gravità

Le osservazioni dell’universo primordiale effettuate dal telescopio spaziale James Webb della NASA stanno sfidando la tradizionale teoria della gravità e il modo in cui si sono formate le prime galassie.

Questa è la conclusione di un nuovo studio condotto dall’astrofisico Stacy McGaugh della Case Western Reserve University in Ohio e dai suoi colleghi.

Secondo il team, il modello standard della formazione iniziale delle galassie prevedeva che, osservando l’universo distante (e quindi giovane, poiché la luce impiega tempo per viaggiare), Webb avrebbe dovuto vedere solo deboli segni di piccole galassie primitive 13 anni fa. miliardi di anni. fa, quando l’universo aveva meno di 500 milioni di anni.

“L’aspettativa era che ogni grande galassia che vediamo nell’universo vicino sarebbe iniziata da questi piccoli frammenti”, ha detto McGaugh in una nota.

Tuttavia, ciò che gli astronomi hanno osservato è che queste galassie primordiali sono grandi e luminose, il che significa che qualcosa non va nella nostra comprensione dell’evoluzione dell’universo.

Gli strumenti a infrarossi di Webb, il telescopio spaziale più grande e potente mai costruito, sono in grado di vedere oggetti così distanti che la loro luce impiega fino a 13,5 miliardi di anni per raggiungerci, fornendo di fatto una finestra sull’infanzia dell’universo.

Ciò ci ha permesso di vedere, per la prima volta, come si sono formate le prime stelle e galassie e di verificare l’ipotesi che la “materia oscura” invisibile abbia aiutato la materia normale ad aggregarsi poco a poco, formando strutture sempre più grandi fino alla formazione delle galassie.

“Gli astronomi hanno inventato la materia oscura per spiegare come si passa da un universo primordiale molto uniforme alle grandi galassie con molto spazio vuoto tra loro che vediamo oggi”, ha detto McGaugh.

Tuttavia, ha affermato: “Ciò che la teoria della materia oscura prevedeva non è ciò che vediamo”.

I segnali grandi e luminosi che Webb continua a vedere, anche se guarda sempre più in profondità nel passato dell’universo, sono, tuttavia, compatibili con un’altra teoria: la Dinamica Newtoniana Modificata, o “MOND” in breve.

“Se la MOND è davvero la teoria corretta (lo status che di solito conferiamo alle teorie che ottengono esatte così tante previsioni a priori), allora le implicazioni più ampie sono enormi”, ha detto McGaugh. settimana delle notizie.

“Da un lato, ciò implica che abbiamo preso la strada sbagliata riguardo alla materia oscura. Il motivo per cui non abbiamo rilevato la materia oscura in laboratorio, nonostante decenni di ricerche mirate, è perché non è lì.”

“Le discrepanze che attribuiamo alla materia oscura invisibile sono in realtà dovute a un cambiamento nella legge della forza. Ciò a sua volta implica che la nostra teoria della gravità è incompleta.”

Colmare queste potenziali lacune, ha aggiunto McGaugh, richiederà un “grande cambiamento nel modo di pensare” di cui la fisica non ha mai visto dallo sviluppo della meccanica quantistica un secolo fa.

Il modello cosmologico standard invoca la materia oscura invisibile per spiegare perché le galassie sembrano ruotare più velocemente di quanto dovrebbero in base a ciò che si vede che contengono.

Nel frattempo, alla MOND, questa discrepanza viene spiegata suggerendo che la legge di gravità di Newton fallisce in situazioni in cui la forza di gravità è molto debole, come, ad esempio, nelle regioni esterne delle galassie.

I modelli suggeriscono che in un universo MOND, strutture cosmiche come le galassie in crescita si formerebbero molto più velocemente: si espanderebbero prima verso l’esterno con il resto dell’universo, prima di collassare su se stesse sotto una forza di gravità più forte per formare una galassia.

Ciò produrrebbe le stesse grandi e lucenti strutture che Webb vede oggi, sostenevano per la prima volta i sostenitori della MOND più di 25 anni fa.

“La conclusione è: ‘Te l’avevo detto'”, ha detto McGaugh. Ha aggiunto: “Sono stato cresciuto a pensare che fosse scortese dirlo, ma questo è il punto centrale del metodo scientifico: fare previsioni e poi verificare quali si avverano”.

Hai un suggerimento per una storia scientifica che Newsweek dovrebbe trattare? Hai qualche domanda sullo spazio? Fatecelo sapere a science@newsweek.com.

Riferimento

McGaugh, S.S., Schombert, J.M., Lelli, F., & Franck, J. (2024). Formazione accelerata di strutture: l’emergenza precoce di galassie massicce e ammassi di galassie. La rivista astrofisica.