Una serie di nuovi dati sperimentali smentiscono alcune teorie secondo le quali in un'epoca primordiale la dinamica dell'universo avrebbe deviato da quella basata sulla teoria generale della relatività di Einstein. L'analisi di oltre 70.000 galassie effettuata da un gruppo internazionale di ricercatori dimostra, infatti, che l'Universo, almeno fino a una distanza di 3,5 miliardi di anni luce da noi, segue con precisione quanto previsto dalla teoria della relatività generale. Grazie al conteggio del numero di galassie che si raggruppano in ammassi e all’analisi delle loro velocità e delle distorsioni prodotte nelle immagini di oggetti distanti dovute al materiale interposto (effetto di “lente gravitazionale), i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che la teoria di Einstein spiega la struttura e la dinamica del cosmo “vicino” in maniera migliore di quanto facciamo le teorie alternative a quella della relatività generale.
Uno dei risultati più importanti di questo nuovo studio è che l’esistenza della “materia oscura” è la spiegazione più probabile per giustificare la dinamica osservata degli ammassi di galassie.
Un esempio di lente gravitazionale fotografata dal Telescopio Spaziale ‘Hubble’. I 5 cerchietti celesti indicano le immagini multiple di un quasar distante che si trova allineato tra la Terra e l’ammasso di galassie che fa da lente. Il cerchietto e le due ellissi rosse indicano lo stesso fenomeno per una galassia.
Una delle previsioni più straordinarie della teoria generale della relatività è che la gravità dovuta a delle grandi masse incurvi lo spazio-tempo causando così la deviazione dei raggi di luce che attraversano queste regioni dello spazio. Questa parte della teoria è stata verificata numerose volte con osservazioni astronomiche di stelle vicine che durante un’eclisse di Sole si trovavano in prospettiva nelle vicinanze del disco della nostra stella. Dato che il Sole con la sua massa deforma lo spazio circostante anche la traiettoria della luce subisce un cambiamento della sua traiettoria ed appare leggermente spostata rispetto alla sua normale posizione. Altri test effettuati su scala galattica e intergalattica si erano rivelati finora inconcludenti.
Questi test hanno acquisito molta importanza negli ultimi decenni poiché l’idea che una qualche massa invisibile permei l’universo non trova d’accordo alcuni cosmologi teorici, che hanno cercato di modificare la teoria della relatività generale in modo da poter fare a meno della presenza della materia oscura. Analogamente, per evitare l’ipotesi dell’esistenza di una ”energia oscura”, proposta per spiegare il fatto che l’espansione dell’Universo invece di rallentare sembra accelerare, sono state formulate altre teorie, come quella denominata f(R).
Il risultato finale di questo lavoro è che queste teorie alternative, che non richiedono l'esistenza della materia oscura, non sono in accordo con le osservazioni.
In particolare, i dati sperimentali vanno a confutare la teoria della gravità tensoriale-vettoriale-scalare (TeVeS), e smentiscono i dati riportati recentemente, secondo cui tra 8 e 11 miliardi di anni fa la dinamica dell'universo avrebbe deviato dalla descrizione che viene data dalla teoria generale della relatività.
