La conferma da più parti
La relatività generale prevede che la luce avrà una traiettoria curva attorno ad un oggetto massiccio, come per esempio un ammasso di galassie, che deforma la struttura dello spazio-tempo in modo significativo.
La teoria è stata osservata, tant'è vero che gli astronomi usano abitualmente "lenti gravitazionali" per studiare fonti luminose lontane. Inoltre, su scala minore, il fenomeno aiuta coloro che cercano pianeti al di là del nostro Sistema Solare, dato che i pianeti extrasolari a volte vengono individuati studiando il modo in cui i loro sistemi stellari piegano la luce rispetto allo sfondo.
La relatività generale spiega anche la peculiarità dell'orbita di Mercurio intorno al Sole, come fa notare Blandford su Science. "[La relatività] ha spiegato la precessione anomala del perielio di Mercurio. […] Eintein ha usato la relatività generale per spiegare una discrepanza di circa il 10 percento della precessione attribuibile alla forza gravitazione degli altri pianeti, pari a ~ 43 secondi d'arco per secolo".
Altri tipi di evidenze hanno poi contribuito a riconoscere le basi solide della relatività generale. Sempre Blandford spiega difatti che i fisici l'hanno constatata "in molti, molti modi diversi", tanto che "è giusto dire che non c'è nessuna osservazione o misura credibile che possa far dubitare della sua validità".
Un universo scuro
La relatività generale implica anche che la stragrande maggioranza dell'Universo sia composto di cose che gli esseri umani non possono rilevare direttamente o (a questo punto) anche solo capire, precisa David Spergel della Princeton University in un altro articolo sullo stesso numero di Science.
Un attento studio del moto della materia e della luce in tutto l'Universo ha rivelato che la materia "normale" da sola non può spiegare i modelli di curvatura dello spazio-tempo. Infatti, osservazioni suggeriscono che solo il 5 percento dell'universo è composto di materia atomica che conosciamo, mentre il 25 percento è materia oscura e circa il 70 percento è energia oscura.
La materia oscura non emette né assorbe luce, e tradisce la sua esistenza solo attraverso i suoi effetti gravitazionali. L'energia oscura è una forza misteriosa che è associata con lo spazio vuoto e si ritiene sia responsabile dell'accelerazione dell'espansione dell'universo.
Nel 1917 Einstein inserì la "costante cosmologica" nella relatività generale, come una forza repulsiva che contrasta la gravità e fa ottenere un universo statico. Dopo le osservazioni dell'astronomo Edwin Hubble del 1929 - che come noto hanno dimostrato che l'universo è in realtà in espansione - Einstein tolse la costante cosmologica, reputandola il "più grande errore" della sua vita.
Ma la costante sembra una preveggenza ora che gli astronomi sono alle prese con la natura dell'energia oscura. "Perché l'universo sta accelerando? La possibilità più studiata è che la costante cosmologica stia guidando l'accelerazione cosmica" scrive Spergel su Science. "Un'altra possibilità è che ci sia un campo scalare in evoluzione che riempie lo spazio (come il campo di Higgs o il campo d'inflazione che ha guidato la rapida espansione dell'universo alla sua nascita). Entrambe le possibilità sono aggregate insieme nell'energia oscura.
"Dato che tutte le prove dell'esistenza dell'energia oscura sfruttano le equazioni della relatività generale per interpretare le nostre osservazioni dell'espansione e dell'evoluzione dell'universo, una conclusione alternativa è che ci vorrebbe una nuova teoria della gravità per spiegare le osservazioni" aggiunge Spergel. "Le possibilità includono teorie di gravità modificate con dimensioni extra."
Il futuro
La relatività generale dovrebbe continuare a guidare gli sforzi di fisici, cosmologi e astronomi in futuro, scrive Blandford.
Per esempio, i ricercatori continueranno a usare questa teoria per migliorare la comprensione dei buchi neri, delle stelle di neutroni e di altri corpi e fenomeni celesti. Gli scienziati continueranno a sondare la natura dell'energia oscura e della materia oscura, nel tentativo di comprendere l'universo su larga scala.
Infine, e forse più eccitante, i ricercatori continueranno a tentare di unificare la Relatività Generale con la meccanica quantistica, per raggiungere la "grande e sospirata teoria del tutto" che finora è sfuggita ai fisici, ma che secondo Blandford è realizzabile.