Astronomia: la luce proveniente dalle galassie conferma la teoria della relatività

Tutte le osservazioni in astronomia si basano sulla luce (radiazione elettromagnetica) emessa dalle stelle e dalle galassie, e secondo la teoria generale della relatività la luce è influenzata dalla gravità. Allo stesso tempo, tutte le interpretazioni in atronomia si basano sulla correttezza della teoria, ma è sempre stato difficile testare con precisione la teoria di Einstein su scale più grandi del nostro sistema solare.  Ora gli astrofisici del Dark Cosmology Centre presso il Niels Bohr Institute, sono riusciti, grazie alla luce proveniente da ammassi di galassie, a misurare di quanto la luce è influenzata dalla gravità. Le osservazioni confermano le previsioni teoriche e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature. Le osservazioni di grandi distanze nell’universo si basano su misurazioni del redshift, che è il fenomeno dello spostamento relativo in frequenza di un’onda elettromagnetica dovuto all’espansione dell’universo. Inoltre, secondo la teoria generale della relatività di Einstein, la luce e quindi il redshift è influenzata anche dalla gravità di masse di grandi dimensioni come ammassi di galassie e provoca un redshift gravitazionale della luce. Ma l’influenza gravitazionale sulla luce non è mai stato misurato su una scala cosmologica. “E ‘davvero meraviglioso. Viviamo in un’epoca tecnologica dove c’è la possibilità di misurare effettivamente fenomeni come il redshift cosmologico gravitazionale“, dice l’astrofisico Radek Wojtak, presso il Dark Cosmology Observatory, al Niels Bohr Institute dell’Università di Copenaghen. Radek Wojtak, con i colleghi Steen e Jens Hansen Hjorth, ha analizzato le misurazioni della luce proveniente da circa 8.000 ammassi di galassie. Per ammassi di galassie si intende accumuli di migliaia di galassie, tenuti insieme dalla loro stessa gravità. Successivamente è stata misurata la massa totale del grappolo di galassie ottenendo il potenziale gravitazionale. Usando la teoria generale della relatività è stato possibile quindi calcolare il redshift gravitazionale per le diverse sedi delle galassie. Si è scoperto che i calcoli teorici del redshift gravitazionale basati sulla teoria generale della relatività sono in completo accordo con le osservazioni astronomiche. La scoperta ha rilevanza per i fenomeni dell’universo che i ricercatori cercano di comprendere, ossia il misterioso universo oscuro, la materia oscura e l’energia oscura. Oltre ai corpi celesti visibili come stelle, pianeti e galassie, l’universo è costituito da una grande quantità di materia, della quale i ricercatori ne hanno compreso l’esistenza, ma che non emettendo, né riflettendo la luce, è difficilissima da individuare. È invisibile, e proprio per questo motivo è chiamata materia oscura. Nessuno sa cosa sia la materia oscura, ma si conosce la sua massa e quindi la sua gravità. I nuovi risultati del redshift gravitazionale non cambiano le idee dei ricercatori in merito alla presenza della materia oscura. Un altro dei principali componenti dell ‘universo è l’energia oscura, che secondo i modelli teorici si comporta come una sorta di vuoto che provoca l’espansione e l’accelerazione dell’universo. Secondo i calcoli, che si basano sulla teoria della relatività di Einstein, l’energia oscura costituisce il 72 per cento della struttura dell’universo. Molte teorie alternative cercano di spiegare l’espansione e l’accelerazione senza la presenza di energia oscura. Ora la teoria generale della relatività è stato testata su scala cosmologica e questo conferma che la teoria stessa conferma la presenza di energìa oscura. I risultati ottenuti aggiungono un nuovo tassello di conoscenza per la comprensione dell’universo oscuro, nascosto, e forniscono una maggiore comprensione della natura dell’universo visibile.