Gravità senza massa, una teoria va oltre la materia oscura

La gravità può esistere anche in assenza di massa e dunque l'universo può essere spiegato senza dover necessariamente ricorrere alla materia oscura : è l'ipotesi dell'astrofisico Richard Lieu, dell'Università dell'Alabama ad Huntsville, presentata nello studio pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

La materia oscura è un'ipotetica forma di materia concepita per giustificare gli effetti gravitazionali che altrimenti non risulterebbero spiegabili dalla relatività generale. Da quasi un secolo questa massa 'invisibile' rappresenta un mistero .

" Al momento non ci sono prove dirette della sua esistenza : nonostante sia stato raggiunto un elevato livello di finezza negli esperimenti, come DarkSide condotto nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, non sono ancora state identificate nuove particelle che potrebbero spiegare la materia oscura", afferma il fisico Salvatore Capozziello dell'Università Federico II di Napoli. "Da questa situazione decisamente frustrante, stanno nascendo moltissime teorie che cercano di spiegare la fenomenologia che osserviamo nell'universo superando il concetto di materia oscura".

In questo filone si inserisce anche la nuova teoria di Richard Lieu. "La mia ispirazione - racconta - viene dalla ricerca di una soluzione alternativa alle equazioni del campo gravitazionale della relatività generale (la cui versione semplificata, applicabile alle galassie e agli ammassi di galassie, è nota come equazione di Poisson) che dà una forza gravitazionale finita in assenza di massa rilevabile".

Il ricercatore sostiene che la gravità 'in eccesso' necessaria per tenere insieme una galassia o un ammasso potrebbe essere dovuta non alla materia oscura, bensì a serie concentriche di gusci di materia addensata che si troverebbero nel cosmo, anche se non siamo ancora in grado di vederle.

Queste strutture potrebbero essersi generate nell'universo primordiale durante una transizione di fase, ovvero un processo fisico che avrebbe cambiato lo stato complessivo della materia in tutto l'universo. "I gusci nel mio articolo - sostiene Lieu - sono costituiti da un sottile strato interno che ha un effetto di massa positiva e da un sottile strato esterno che ha un effetto di massa 'negativa'; la massa totale è pari esattamente a zero, ma quando una stella giace su questo guscio, subisce una grande forza gravitazionale che la trascina verso il centro del guscio".

Questo effetto gravitazionale, che determina una curvatura dello spaziotempo, "potrebbe spiegare la deflessione della luce solitamente attribuita alla presenza di materia oscura", rileva Capozziello. "Inoltre, l'idea dei gusci concentrici potrebbe giustificare il fatto che la velocità di rotazione delle galassie resta uguale e non cala man mano che ci si sposta dal centro alla periferia. Nel complesso, il modello proposto da Lieu sembra ben supportato dal punto di vista fenomenologico, ma l'esistenza di questi gusci - conclude Capozziello - è ancora tutta da dimostrare".