En busca de la aceleración universal

14/5/2021 de AAS Nova / The Astrophysical Journal Letters

Dos galaxias con sus curvas de rotación dibujadas. Basándonos en la distribución de la materia visible, veríamos que las estrellas más cercanas al centro se desplazarían con rapidez y las estrellas más exteriores se desplazarían lentamente, produciendo la curva de rotación que vemos a la izquierda. Sin embargo, vemos que las estrellas se mueven a la misma velocidad produciendo la curva de rotación plana que tenemos a la derecha. Crédito: Ingo berg.

El descubrimiento de que todas las estrellas en las galaxia espirales se mueven aproximadamente a la misma velocidad ha sido explicado postulando la existencia de un halo de materia oscura alrededor de la galaxia, cuyo efecto gravitatoria hace que las estrellas más alejadas del centro se desplacen a velocidades mayores de lo que sería posible solo bajo la influencia de la materia visible.

Pero esa no es la única explicación posible. Hace 40 años se introdujo una alternativa: la dinámica newtoniana modificada (MOND), que afirma que no es necesario invocar la existencia de la materia oscura sino que  nuestro concepto de la gravedad está equivocado. La gravedad newtoniana normal funciona en regiones donde la aceleración es alta (la Luna orbitando alrededor de la Tierra, los planetas en el Sistema Solar, o las regiones interiores de una galaxia). Pero la gravedad se comportaría de forma ligeramente distinta en lugares donde la aceleración es pequeña, como las regiones exteriores de las galaxias.

Para estudiar si MOND es una teoría válida, los investigadores han comprobado si las galaxias individuales se desvían del comportamiento gravitatorio esperado a una escala de aceleración consistente, es decir, a algún valor fundamental de la aceleración que efectivamente marque la transición del régimen newtoniano al régimen de MOND.

Esta escala de aceleración universal ha sido, de hecho, encontrada en estudios previos que examinaron la aceleración radial de las galaxias espirales. Ahora, un estudio dirigido por Kyu-Hyun Chae (Universidad de Sejong, República de Corea) ha demostrado que esta misma escala (g_† = 1.2 x 10^-10 m/s²) parece ser válida también en una muestra de galaxias elípticas. El estudio es importante porque demuestra que tanto las galaxias mantenidas por rotación (espirales) como las mantenidas por presión (elípticas) se comportan del mismo modo. El resultado sugiere que todavía no se puede descartar MOND.

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