MOND contro la materia oscura

Il titolo potrebbe far pensare a un film di guerre stellari. Niente di tutto ciò. MOND non è un eroe galattico. La sua sigla non vuol dire: Materia Oscura Novello Distruttore, ma “solo” una variazione della dinamica newtoniana. Tuttavia, ha ottenuto un piccolo (per adesso) successo.

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 a 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 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.

galassia di Andromeda
La galassia di Andromeda. Fonte: NASA/JPL-Caltech

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.

I ricercatori vogliono, adesso, estendere il loro modello ad altri dieci satelliti di Andromeda. Non appena le osservazioni arriveranno sono fiduciosi di poter decidere definitivamente se la teoria continua a essere valida o è invece da rifiutare.

Non so che dirvi… Io, in fondo, faccio un po’ il tifo per loro…

L’articolo originale si può scaricare qui

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13 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. Insomma, il bosone di Higgs è quello previsto dal MS, forse la materia/energia oscura non esiste, questo universo sta iniziando a diventare noioso

  2. Citazione Originariamente Scritto da Siggiorgio Visualizza Messaggio
    Il ragionamento pare non fare una grinza, ma non ho capito perchè la legge varrebbe solo per determinate accelerazioni???
    la legge porta ai risultati limite per piccole o grandi accelerazioni, ma esiste tutta una fascia di passaggio che è dscritta da una matematica non banale.

  3. Citazione Originariamente Scritto da teto Visualizza Messaggio
    la TEORIA mond è stata verificata solo adesso?
    MOND sembrava funzionare per le singole galassie. Questa è la prima ricerca che la applica a un sistema dinamico più complesso.

  4. Citazione Originariamente Scritto da teto Visualizza Messaggio
    Insomma, il bosone di Higgs è quello previsto dal MS, forse la materia/energia oscura non esiste, questo universo sta iniziando a diventare noioso
    ci sono sempre i mini buchi neri da scoprire e i pianeti abitati e i pianeti vagabondi e chissà quante altre cose... Non stuzzicchiamo il can che dorme...

  5. Una decina di anni fa, per ragioni analoghe a quelle espresse in questo articolo, si pensava di modificare la legge di gravitazione universale, oggi, se ho capito bene, si punta in maniera simmetrica alla legge della dinamica F = ma che trovo onestamente una strada molto più impervia e ricca di implicazioni. Si sa qualcosa su perché è stata abbandonata l'ipotesi di modifica della legge di gravitazione? Ci sono indizi per la variazione delle leggi della dinamica a livello di fisica delle particelle? O in altri settori della fisica?

  6. Citazione Originariamente Scritto da Ugo Ghione Visualizza Messaggio
    Una decina di anni fa, per ragioni analoghe a quelle espresse in questo articolo, si pensava di modificare la legge di gravitazione universale, oggi, se ho capito bene, si punta in maniera simmetrica alla legge della dinamica F = ma che trovo onestamente una strada molto più impervia e ricca di implicazioni. Si sa qualcosa su perché è stata abbandonata l'ipotesi di modifica della legge di gravitazione? Ci sono indizi per la variazione delle leggi della dinamica a livello di fisica delle particelle? O in altri settori della fisica?
    scusa... ma la la legge di gravitazione è rappresentata benissimo dalla legge della dinamica: sono la stessa cosa! Basta che "a" abbia un certo valore... Cambiare la legge di gravitazione vuol dire modificare per forza anche la legge della dinamica e viceversa.

  7. Citazione Originariamente Scritto da Vincenzo Zappalà Visualizza Messaggio
    scusa... ma la la legge di gravitazione è rappresentata benissimo dalla legge della dinamica: sono la stessa cosa! Basta che "a" abbia un certo valore... Cambiare la legge di gravitazione vuol dire modificare per forza anche la legge della dinamica e viceversa.
    direi che non è esattamente la stessa cosa: cambiare la legge di gravitazione significa modificare una delle forze fondamentali della natura, invece modificare le leggi della dinamica significa modificare anche tutte le altre forze fondamentali le forze elettromagnetiche e nucleari e questo ha una portata completamente differente se gli elementi sperimentali sono solo relativi ai moti delle stelle nelle galassie a mi avviso sarebbe preferibile modificare la legge della gravitazione se si parla di modificare le leggi della dinamica è invece un passo di portata molto maggiore che porta a riscrivere praticamente tutta la fisica. Ad esempio quali potrebbero essere le conseguenze su principi fondamentali come la conservazione dell'energia e della quantità di moto?