Einstein continua ad avere ragione…

Tutte le osservazioni astronomiche sono basate sulla radiazione elettromagnetica (luce) emessa da un oggetto celeste e, secondo la teoria della relatività, tale radiazione deve essere perturbata dalla gravità (o meglio dalla distorsione dello spazio-tempo causata da una certa massa). Certe caratteristiche della teoria sono state però “testate” solo su scale relativamente piccole e quindi su variazioni estremamente deboli. Ora si è fatto molto di più, aumentando significativamente la scala. Ed Einstein continua ad avere ragione …

Le osservazioni delle grandi distanze dell’Universo sono basate sulla misura del redshift (lo spostamento verso il rosso delle righe spettrali) che cresce al crescere della distanza. Il redshift indica quanto l’Universo si è espanso dal momento in cui è partita la luce fino al momento in cui è giunta fino a noi. Inoltre, secondo la teoria della relatività, la luce e di conseguenza il redshift, vengono alterati dalla gravità di masse enormi, come quella degli ammassi galattici. Questo fatto prende il nome di redshift gravitazionale. Tuttavia, l’influenza gravitazionale subita dalla luce non è mai stata misurata su scala cosmologica. Si vede che esiste (lente gravitazionale), ma è stato finora impossibile quantificarla su scala gigantesca. Fortunatamente, i mezzi tecnologici di oggi hanno permesso un passo in avanti in questa direzione.

teoria della relatività e osservazioni
Andamento delle osservazioni (croci) confrontate con la predizione teorica. Non spaventatevi: gli errori non possono che essere grandi, ma l’accordo è indubbio.

All’Università di Copenhagen si sono presi in considerazione ben 8000 ammassi galattici ed è stata studiata la luce che proviene da ogni galassia che li compone. Queste ultime sono immerse in un campo gravitazionale enorme e quindi la luce che esse hanno lanciato nello Spazio deve aver subito la gravità dell’insieme delle loro centinaia di sorelle. I ricercatori hanno, perciò, separato le galassie in due categorie: quelle vicine al bordo dell’ammasso e quelle vicine al suo centro. Di esse hanno analizzato lo spettro luminoso..

confronto laboratorio e ammassi
Le osservazioni basate su fenomeni relativi a piccole distanze (blu) e quella generale ottenuta sugli ammassi galattici (rossa), che è un fattore 1022 volte più grande (una scala diecimila miliardi di miliardi di volte superiore rispetto alla scala degli esperimenti di laboratorio). Viva Einstein! (Fonte: Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute)

E’ stato possibile valutare piccole differenze nel redshift e si è dimostrato che la luce di quelle vicine al centro avanza molto lentamente attraverso il campo gravitazionale dell’ammasso, mentre quella delle galassie periferiche ha una strada molto più facile per emergere e lanciarsi nello Spazio esterno.

Successivamente, è stata misurata la massa totale dell’ammasso e calcolato il relativo potenziale. Utilizzando la teoria della relatività è stato quindi possibile calcolare il redshift gravitazionale per le differenti posizioni delle galassie.

I risultati sono stati estremamente interessanti: I calcoli teorici  del redshift gravitazionale sono in perfetto accordo con la variazione del redshift osservato. Niente da fare: Einstein continua ad avere ragione anche su scale gigantesche. materia oscura permettendo… ma…

L’articolo originario apparso su Nature si può scaricare (a pagamento) qui.

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3 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. Credo che il caso di Einstein sia peculiare, cioè unico nella storia dell'uomo. La sua teoria è andata ben oltre le aspettative sue e dei suoi contemporanei. Mai una teoria scientifica di questo livello, credo, abbia mai avuto una quantità simile di conferme a distanza di parecchi decenni, considerando soprattutto le notevoli innovazioni tecnologiche che ci son state nel frattempo.
    Forse l'idea di cambiare le equazioni gravitazionali per masse parecchio elevate è la peggiore di tutte...meglio accettare l'esistenza della Materia Oscura, oppure che i modelli che stimano la massa delle Galassie, in base alla loro luminosità, siano errati...

  2. Citazione Originariamente Scritto da Danilo Visualizza Messaggio
    Credo che il caso di Einstein sia peculiare, cioè unico nella storia dell'uomo. La sua teoria è andata ben oltre le aspettative sue e dei suoi contemporanei. Mai una teoria scientifica di questo livello, credo, abbia mai avuto una quantità simile di conferme a distanza di parecchi decenni, considerando soprattutto le notevoli innovazioni tecnologiche che ci son state nel frattempo.
    Forse l'idea di cambiare le equazioni gravitazionali per masse parecchio elevate è la peggiore di tutte...meglio accettare l'esistenza della Materia Oscura, oppure che i modelli che stimano la massa delle Galassie, in base alla loro luminosità, siano errati...
    io tifo per la seconda che hai detto! D'altra parte osservazioni recenti (su cui mi sembra di avere scritto un pezzo) sembrano mettere in discussione l'attuale relazione luminosità-massa a favore dalla seconda. Forza vecchio simpaticone di Albert!!!!

  3. Citazione Originariamente Scritto da Vincenzo Zappalà Visualizza Messaggio
    io tifo per la seconda che hai detto! D'altra parte osservazioni recenti (su cui mi sembra di avere scritto un pezzo) sembrano mettere in discussione l'attuale relazione luminosità-massa a favore dalla seconda. Forza vecchio simpaticone di Albert!!!!
    Anche io... la materia oscura non mi piace proprio