Una verifica precisa della teoria della relatività generale al di fuori della Via Lattea

La galassia ESO325-G004 e l'annello di Einstein (Immagine ESO, ESA/Hubble, NASA)
La galassia ESO325-G004 e l’anello di Einstein (Immagine ESO, ESA/Hubble, NASA)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Science” descrive la più precisa verifica della teoria della relatività generale di Albert Einstein al di fuori della Via Lattea. Un team di ricercatori guidato da Thomas Collett dell’Istituto di Cosmologia e Gravitazione dell’Università britannica di Portsmouth ha usato dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble e dal VLT dell’ESO per osservare un effetto di lente gravitazionale, una delle previsioni relativistiche, creato dalla galassia ESO325-G004. I due strumenti hanno fornito dati separati che, confrontati, hanno confermato la correttezza della teoria.

Parte dell’ammasso Abell S0740, la galassia ESO325-G004, o semplicemente E325, è lontana circa 500 milioni di anni luce dalla Terra ed è una delle lenti gravitazionali più vicine. Finora sono state trovate alcune centinaia di galassie che mostrano un effetto di quel tipo, con la distorsione della luce proveniente da altre galassie più lontane che ci appaiono dietro di esse, a causa della loro forza di gravità. E325 è stata scelta perché altre lenti gravitazionali sono troppo lontane per poter misurare con precisione sufficiente la loro massa, un fattore fondamentale in questa ricerca.

Lo strumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) installato sul VLT (Very Large Telescope) in Cile è stato usato per misurare a che velocità si muovono le stelle all’interno della galassia E325. Ciò ha permesso di calcolare quanta massa ci deve essere in quella galassia per mantenere in orbita le sue stelle.

I ricercatori hanno usato anche il telescopio spaziale Hubble per osservare quello che in gergo viene chiamato anello di Einstein, uno dei possibili risultati di un effetto di lente gravitazionale. Osservando l’anello generato dalla distorsione causata dalla galassia E325 è stato possibile misurare quanto la luce venga distorta dalla sua massa perché lo spazio-tempo stesso viene distorto.

In parole semplici, i ricercatori hanno calcolato la massa della galassia E325 e la distorsione che ha generato sull’immagine di un’altra galassia dietro di essa. Confrontando questi due modi di calcolare la forza di gravità complessiva di E325 è stato possibile valutare la correttezza delle previsioni della teoria della relatività generale, che è risultata verificata con un’incertezza del 9%, molto poco quando si ha a che fare con galassie delle quali la più vicina è a 500 milioni di anni luce.

La teoria della relatività è stata provata moltissime volte ma questa è la verifica più precisa al di fuori della Via Lattea. Ciò è importante per accertarsi che i nostri modelli cosmologici siano corretti dato che sono basati sul fatto che la gravità funzioni secondo e formule proposte da Albert Einstein anche su scale galattiche. Modelli alternativi sono stati proposti ma questa ricerca indica chiaramente che i modelli basati sulla teoria della relatività generale sono corretti.

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