Stelele de la marginea galaxiei se mișcă prea repede. Conform fizicii clasice, ar trebui să încetinească pe măsură ce se îndepărtează de centru, unde se află cea mai mare parte a masei. În sistemul nostru solar, Neptun se târăște în jurul Soarelui mult mai lent decât Mercur.
La scara unei galaxii însă, observațiile arată altceva: stelele periferice orbitează aproape la fel de rapid ca cele din apropierea nucleului. Această anomalie, cunoscută sub numele de curba de rotație plată, sfidează previziunile standard de aproape un secol.
Un grafic simplu-viteza stelelor în funcție de distanța față de centru-dezvăluie prăpastia dintre teorie și realitate. În loc să coboare lin, așa cum ar dicta legea gravitației a lui Newton, curba rămâne nefiresc de dreaptă la distanțe mari.
E ca și cum, într-un carusel, caii din inelul exterior s-ar învârti cu aceeași viteză amețitoare ca cei din interior, fără să dea semne de încetinire.
Materia care nu se vede, dar trage de stele
Primul instinct al oamenilor de știință a fost să verifice dacă nu cumva au subestimat masa galaxiei. Au adunat cu grijă tot ce poate fi văzut-stele, gaze, praf cosmic-și au calculat atracția gravitațională pe care ar trebui să o producă această materie luminoasă. Rezultatul a fost clar: nu ajunge.
Vitezele măsurate necesită o forță mult mai mare. Pentru ca stelele să nu zboare în spațiul intergalactic, ar fi nevoie de o masă invizibilă, de câteva ori mai mare decât cea vizibilă, care să învăluie fiecare galaxie. Așa a intrat în scenă cel mai evaziv personaj al cosmologiei: materia întunecată.
O substanță ipotetică, complet transparentă pentru toate instrumentele noastre, care nu emite, nu absoarbe și nu reflectă lumină. Singura ei proprietate cunoscută este gravitația.
Se crede că fiecare galaxie este înconjurată de un halou imens de materie întunecată, o sferă invizibilă care ține stelele pe traiectoriile lor rapide, ca o mână nevăzută care strânge frâiele caruselului cosmic.
Conform estimărilor actuale, această substanță misterioasă reprezintă aproximativ un sfert din întregul Univers, în timp ce materia obișnuită din care suntem alcătuiți-doar cinci procente.
O fisură în gravitație sau o particulă ascunsă?
Totuși, materia întunecată nu a fost detectată direct niciodată. Această absență persistentă a dus la căutarea unor explicații alternative.
Una dintre cele mai celebre propune modificarea legilor gravitației la scară foarte mare: poate că, acolo unde atracția devine extrem de slabă, forța nu se mai comportă după regulile lui Newton.
Această teorie, cunoscută ca MOND, explică bine curbele plate ale multor galaxii, dar se poticnește în fața altor fenomene cosmice. Dezbaterea rămâne deschisă.
Știm cu certitudine că lipsește ceva din ecuație, dar nu știm încă dacă este o substanță nevăzută și masivă sau o fisură în însăși teoria gravitației. Curbele de rotație galactică ne aduc aminte de o lecție de umilință: cea mai mare parte a universului rămâne invizibilă pentru ochii noștri.
Poate că următoarea mare revoluție științifică se ascunde exact acolo, în ceea ce nu putem vedea.
