La velocità della luce potrebbe aver superato la gravità nei primi giorni dell’Universo
La velocità della luce nel vuoto (rappresentata dalla lettera “c”) è praticamente la costante fondamentale della fisica. Secondo la teoria della relatività generale, la gravità viaggia alla stessa velocità.
Tuttavia, un nuovo studio suggerisce che la velocità della luce non può essere sempre stata costante. Nell’universo primordiale, la luce può aver superato la gravità, e questa nuova ipotesi potrebbe risolvere uno dei maggiori problemi della fisica.
L’articolo sullo studio verrà pubblicato su Physical Review. Lo si può leggere (in inglese) qui .
Meglio di tutte le teorie, e a differenza di un sacco di ipotesi presentate in fisica teorica, questa si può effettivamente testare, quindi dovremmo essere in grado di scoprire nei prossimi anni, se è vera o no.
Allora, cosa c’è di sbagliato con la velocità della luce e della gravità, in primo luogo? Questo enigma viene dai primi giorni dell’Universo, e qualcosa chiamato il problema dell’orizzonte .
Il problema orizzonte si occupa fondamentalmente del fatto che l’Universo ha raggiunto una temperatura uniforme con le prime particelle di luce (fotoni) che avrebbero avuto il tempo di raggiungere tutti gli angoli dell’universo.
Se la velocità della luce nel vuoto è davvero costante, ed è sempre stata cosi, allora come ha fatto il cosmo a riscaldarsi così in fretta?
Di solito questo problema viene affrontato con l’idea di inflazione – che suggerisce che l’Universo ha attraversato un enorme periodo di espansione nella fase iniziale.
L’ipotesi è che la temperatura doveva essere livellata quando l’universo era tutto piccolo e condensato, poi quando la luce ha avuto il tempo di viaggiare, poi è rapidamente cresciuto.
Questo ha un senso – tranne che non si sa perché l’inflazione si è avviata o arrestata, e non c’è modo di testarlo.
Un’ipotesi alternativa è stata ora proposta dal fisico Niayesh Ashfordi dal perimetro Institute in Canada, e João Magueijo dell’Imperial College di Londra.
La loro idea è questa: nei primi giorni dell’Universo, la luce e la gravità viaggiato a velocità diverse.
Questo potrebbe significare che la luce ha viaggiato più velocemente di quanto non faccia ora, o la gravità potrebbe aver viaggiato più lentamente.
In entrambi i casi, “se i fotoni si sono spostati più velocemente della gravità solo dopo il Big Bang, avrebbero dovuto raggiungere una distanza adeguata per l’universo ottenere una temperatura di equilibrio molto più rapidamente”, ha detto Michael Brooks a New Scientist .
Per ora, questa è solo un’ipotesi. Ma la parte davvero interessante è che può effettivamente essere testata.
Se l’ipotesi è vera, ci sarà una firma particolare nella radiazione cosmica di fondo – la radiazione residuo del Big Bang che possiamo ancora rilevare e studiare oggi.
Il team è stato in grado di calcolare che un valore chiamato indice spettrale – che descrive le increspature della densità iniziale nell’Universo – avrebbe un valore fisso se la loro ipotesi è giusta: 0,96,479 mila.
È interessante notare che l’ultimo dato di indice spettrale segnalato l’anno scorso dal satellite Planck , che mappa la radiazione cosmica di fondo, è stato di circa 0,968 – non tanto lontano dal numero che ci si aspetta di vedere se la luce e la gravità una volta hanno viaggiato a velocità diverse.
Altri dati dal satellite Planck saranno in grado di mostrare una volta per tutte se quei numeri corrispondono.
“Sarebbe fantastico – non voglio pensare a queste teorie ancora una volta,”Magueijo ha detto a New Scientist . “Tutta questa classe di teorie in cui la velocità della luce varia rispetto alla velocità di gravità sarà esclusa.”
Ma se l’indice spettrale del fondo cosmico in realtà non corrisponde al valore previsto, allora ci potrebbero essere enormi implicazioni per la nostra comprensione della fisica.
In questo momento, c’è un grande divario tra il modo in cui l’universo sembra operare su scala quantistica (meccanica quantistica), e come si opera su scala visibile (la relatività generale), e i fisici sono disperatamente alla ricerca di un ‘teoria della gravità quantistica’ per cercare di unire le due cose.
“Se c’è una buona misura tra teoria e le osservazioni di Magueijo, si potrebbe colmare questa lacuna, aggiungendo alla nostra comprensione i primi momenti dell’universo”, dice Brooks .
“Abbiamo un modello di universo che abbraccia l’idea che ci deve essere una nuova fisica ad un certo punto,” ha aggiunto Magueijo . “E ‘complicato, ovviamente, ma credo che alla fine ci sarà un modo di informare la gravità quantistica da questo tipo di cosmologia.”[ ScienceAlert ]
Fonte: hypescience.com
