Perché la rotazione della Via Lattea non scombussola il CMB?

Gli astronomi hanno indagato se la rotazione della nostra galassia, descritta dalla relatività generale, possa alterare il panorama della radiazione cosmica di fondo (CMB). In teoria, il cosiddetto “frame‑dragging” – l’effetto gravitazionale che trascina lo spazio‑tempo attorno a un corpo rotante – non ha equivalenti newtoniani su scala galattica. Gli studiosi hanno confrontato tre velocità: quella dedotta dal dipolo CMB (interpretazione cinetica), quella misurata da un osservatore fermo nella Via Lattea e quella di un osservatore a zero momento angolare. Hanno scoperto che la prima coincide con la seconda, ma non con la terza. Inoltre, i coefficienti multipolari del CMB cambiano solo a ordini molto più alti rispetto ai termini dominanti, quindi l’effetto è trascurabile. Infine, hanno dimostrato che nessun modello relativistico a scala galattica, inserito nel quadro cosmologico standard, può spiegare la tensione attuale sull’ampiezza del quadrupolo CMB. In sintesi, la rotazione della nostra galassia non distorce il “cervello” dell’universo primordiale.

Il frame‑dragging, o effetto Lense‑Thirring, è una previsione della relatività generale secondo cui un corpo massiccio e rotante trascina lo spazio‑tempo circostante. Su scala planetaria è stato misurato da esperimenti come Gravity Probe B, ma su scala galattica la sua intensità è estremamente debole. Nel contesto della CMB, le anisotropie sono descritte da una serie di multipoli: il dipolo (ℓ=1) è dominato dal moto del Sole rispetto al fondo, mentre il quadrupolo (ℓ=2) e i multipoli superiori riflettono fluttuazioni primordiali. L’analisi di questo studio ha introdotto un modello di metriche di Kerr‑type per la Via Lattea, calcolando le correzioni ai coefficienti aℓm dovute al frame‑dragging. I risultati mostrano che le correzioni appaiono a ordine ℓ≥4, ben al di sotto della soglia di rilevabilità attuale. Inoltre, la tensione osservata nel quadrupolo (valore più basso rispetto alle previsioni ΛCDM) non può essere risolta aggiungendo termini di frame‑dragging, poiché questi influenzerebbero solo i termini di ordine superiore. Pertanto, eventuali soluzioni dovranno cercare cause alternative, come anisotropie primordiali, modelli di inflazione non standard o effetti sistematici di strumentazione.