Spazio

La ricerca del misterioso "pianeta nove" mette in crisi le leggi di Netwon

Mentre cercano il misterioso "nono pianeta", gli astronomi scoprono che forse le galassie si comportano diversamente da come ipotizzato da Newton.

Una coppia di fisici teorici riferisce che le stesse osservazioni che ispirano la caccia al fantomatico "pianeta nove" che potrebbe trovarsi ai confini del nostro sistema solare potrebbero essere la prova che, all'interno del sistema solare stesso, la cosiddetta "Dinamica Newtoniana Modificata" (o MOND, una teoria, originariamente sviluppata per comprendere alcuni aspetti circa la rotazione delle galassie, che propone una modifica della dinamica newtoniana) si fa sentire più forte che mai.

Lo studio. I ricercatori Harsh Mathur, professore di fisica alla Case Western Reserve University, e Katherine Brown, professore associato di fisica all'Hamilton College, sono giunti a questa conclusione dopo aver studiato l'effetto che la Via Lattea nel suo insieme avrebbe sugli oggetti del sistema solare esterno, nel caso in cui le leggi della gravità fossero realmente governate dalla MOND.

Cos'è la MOND? Secondo l'ipotesi MOND, infatti, la legge di gravità formulata da Isaac Newton sarebbe valida solo entro determinati limiti. Quando l'accelerazione gravitazionale, prevista dalla legge di Newton, diventa sufficientemente piccola la MOND prevede che subentri un comportamento gravitazionale diverso da quello formulato dallo scienziato. Il successo della MOND su scala galattica è il motivo per cui alcuni scienziati la considerano un'alternativa alla "materia oscura", il termine che i fisici usano per descrivere una forma ipotizzata di materia che avrebbe effetti gravitazionali, ma che non emetterebbe luce. «La MOND è davvero in grado di spiegare le osservazioni su scala galattica», ha detto Mathur, «ma non mi aspettavo che avesse effetti così notevoli anche sul sistema solare esterno».

Nove pianeti? Mathur e Brown nel passato avevano già studiato l'effetto della MOND sulle dinamiche galattiche. In questa ricerca si sono occupati delle conseguenze più "locali" della MOND, dopo che gli astronomi nel 2016 avevano annunciato che alcuni oggetti nel sistema solare esterno mostravano anomalie orbitali che potevano essere spiegate con la presenza di un nono pianeta.

Scoperte epocali. Le peculiarità orbitali dei pianeti nel passato avevano già portato a svolte storiche: Nettuno fu infatti scoperto grazie all'effetto della sua attrazione gravitazionale sulle orbite di oggetti vicini, la minuscola precessione di Mercurio fornì invece le prime prove a sostegno della teoria della relatività generale di Einstein e infine gli astronomi hanno recentemente utilizzato la dinamica orbitale per dedurre le presenza di un buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia.

Allineamento "impressionante". Sfruttando ancora una volta un comportamento "particolare" di alcuni oggetti ai confini del sistema solare, Brown si è reso conto che le previsioni della MOND potevano spiegare il loro comportamento senza fare ricorso a un nuovo oggetto.

«Abbiamo così deciso di confrontare l'ipotesi MOND con l'ipotesi della presenza del nono pianeta».

Ed è stato così che Mathur e Brown hanno scoperto che MOND prevede precisamente il comportamento di questi oggetti. Nel corso di milioni di anni, sostengono i due ricercatori, le orbite di alcuni oggetti nel sistema solare esterno verrebbero trascinate in allineamento con il campo gravitazionale della galassia, da qui il loro strano comportamento all'interno del nostro sistema solare. Quando hanno tracciato le orbite degli oggetti rispetto al campo gravitazionale della galassia, «l'allineamento era sorprendente», sostiene Mathur.

Un laboratorio per la fisica. Gli autori, che hanno pubblicato la loro ricerca su The Astronomical Journal, avvertono comunque che i dati attualmente a disposizione non sono molti e che qualsiasi altra possibilità potrebbe rivelarsi corretta, tant'è che alcuni astronomi sostengono che le peculiarità orbitali sono addirittura il risultato di errori di osservazione. «Indipendentemente dal risultato», ha detto Brown, «questo lavoro evidenzia il potenziale del sistema solare esterno di fungere da laboratorio per testare la gravità e studiare problemi fondamentali della fisica».

10 ottobre 2023 Luigi Bignami
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