Il Sistema Solare sfreccia 3 volte più veloce di quanto previsto dal Modello Standard. Astrofisica da rivedere?

Mentre leggete questo articolo, non siete affatto fermi. Stiamo tutti sfrecciando nello spazio a velocità incredibili. Non solo il nostro pianeta orbita attorno al Sole, ma l’intero sistema solare, ci è stato detto, viaggia nell’universo a circa 828.000 km/h, orbitando attorno al centro della galassia.

O almeno, questo è ciò che il “Modello Standard” della cosmologia, il consenso accademico, ci ha raccontato finora.

Ora, uno studio che arriva dalla Germania, precisamente dall’Università di Bielefeld e guidato dall’astrofisico Lukas Böhme, getta un’ombra pesante su questa confortevole certezza. La ricerca, pubblicata sulla prestigiosa rivista Physical Review Letters, suggerisce che i conti non tornano affatto: il nostro sistema solare si starebbe muovendo a una velocità più che tripla rispetto a quanto previsto.

Questa scoperta, se confermata, non è un piccolo aggiustamento di rotta. Mette in discussione le fondamenta stesse della nostra comprensione dell’universo.

Il metodo: guardare il “Vento contrario” delle Galassie

Come si fa a misurare la velocità del nostro sistema se tutto, nell’universo, è in movimento? Il team di Böhme non ha guardato “all’interno” della nostra galassia, ma molto più lontano.

Hanno analizzato la distribuzione delle cosiddette “galassie radio“: galassie distanti che emettono onde radio potentissime, capaci di attraversare le polveri che bloccano la luce visibile. Per farlo, hanno usato la sensibilità estrema del telescopio LOFAR (Low Frequency Array), una rete di radiotelescopi sparsi in tutta Europa, combinando i dati con quelli di altri due osservatori.

Il concetto è semplice: muovendoci, creiamo un leggero “vento contrario” cosmico. Proprio come guidando sotto la pioggia si vedono più gocce sul parabrezza anteriore che su quello posteriore, dovremmo vedere leggermente più galassie radio nella direzione verso cui stiamo viaggiando rispetto a quella opposta. Inoltre la valutazione della posizione di queste galassie dovrebbe permettere di misurare la nostra velocità relativa.

Il risultato: un modello da rivedere

I dati hanno mostrato un’anisotropia (cioè una distribuzione non uniforme) di queste galassie radio. Fin qui, tutto previsto. Il problema è l’intensità di questa anomalia.

Il segnale rilevato è risultato 3,7 volte più forte di quanto predetto dal Modello Standard. In termini statistici, la deviazione è superiore a “cinque sigma“, un livello di certezza che nel gergo scientifico significa che non si tratta affatto di un caso.

“La nostra analisi mostra che il sistema solare si sta muovendo più di tre volte più velocemente di quanto previsto dai modelli attuali”, ha spiegato Böhme. “Questo risultato contraddice chiaramente le aspettative basate sulla cosmologia standard e ci costringe a riconsiderare le nostre precedenti ipotesi”.

Rilevazione delle radiogalassie e loro distribuzione poissoniana

Le implicazioni: cosa c’è di sbagliato?

Le conclusioni sono dirompenti e aprono due scenari principali, come spiegato dal co-autore Dominik J. Schwarz:

• Ipotesi 1: Il Modello Standard è sbagliato. Se il nostro sistema solare si muove davvero così velocemente, significa che le nostre ipotesi fondamentali sulla struttura su larga scala dell’universo (come l’assunto che la materia sia distribuita in modo relativamente uniforme) sono semplicemente errate.
• Ipotesi 2: La distribuzione delle galassie è sbagliata. In alternativa, la distribuzione stessa delle galassie radio potrebbe non essere così uniforme come abbiamo sempre creduto, il che creerebbe comunque un problema ai modelli attuali.

In entrambi i casi, la “scienza consolidata” viene messa duramente alla prova. Questa nuova osservazione dimostra come dati precisi possano incrinare teorie complesse che davamo per scontate, costringendo la cosmologia a rivedere i propri conti.

Domande e risposte

Ma quindi, questa velocità maggiore cambia qualcosa per noi sulla Terra? Assolutamente nulla a livello pratico. Non percepiremo alcun cambiamento nella vita quotidiana. Si tratta di una misurazione della nostra velocità relativa al resto dell’universo (in particolare, rispetto alla distribuzione delle galassie lontane). L’importanza di questa scoperta non è fisica—non ci farà invecchiare diversamente—ma cosmologica. Mette in discussione i modelli teorici che usiamo per descrivere l’universo nel suo complesso, la sua struttura e la sua evoluzione.

Cosa significa esattamente che il “Modello Standard” della cosmologia è messo in discussione? Il “Modello Standard” della cosmologia (chiamato Lambda Cold Dark Matter o ΛCDM) è la teoria che oggi meglio descrive l’universo, includendo l’energia oscura (Lambda) e la materia oscura fredda. Si basa sull’assunto fondamentale che, su larga scala, l’universo sia omogeneo e isotropo (uguale in ogni direzione). Questa scoperta, rilevando un movimento 3,7 volte superiore alle attese, suggerisce che o questo assunto di omogeneità è errato, o che la nostra comprensione della struttura dell’universo (e forse della gravità) è incompleta.

Perché si sono usate le “galassie radio” e non le stelle normali? Per misurare il nostro movimento rispetto all'”universo” nel suo complesso, abbiamo bisogno di punti di riferimento che siano il più lontano possibile e distribuiti ovunque. Le stelle della nostra galassia sono troppo vicine e si muovono con noi. Le galassie radio, invece, sono lontanissime e le loro emissioni possono essere rilevate anche se oscurate da polvere cosmica. Usando milioni di queste galassie come “sfondo”, gli scienziati possono rilevare anche la minima deviazione causata dal nostro movimento relativo.

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