Qualcosa di strano sta accadendo nell'Universo: come spiegare le incongruenze nella costante di Hubble

I dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble nel corso di tre decenni hanno fornito una nuova, più accurata

misura del tasso di espansione dell’Universo. Ma nell'Universo sta accadendo qualcosa di strano: i dati non concordano con le previsioni teoriche.

Espansione dell'universo

La ricerca del tasso di espansione dell'Universo è stata una dellei principali compiti della cosmologia del XX secolo. Dopotutto, senza dati osservativi sull'espansione, contrazione o immobilità dello spazio, gli scienziati non avrebbero la minima idea se l'Universo si sta muovendo o meno, così come la minima idea della sua età. Uno degli scienziati che ha dato un enorme contributo a questo problema è Edwin Hubble.

Cento anni fa questo astronomo americanoscoprì molte galassie al di fuori della Via Lattea. E non rimasero ferme. Hubble scoprì che quanto più una galassia è lontana, tanto più velocemente si allontana da noi. Ciò può essere interpretato come un'espansione uniforme dello spazio . L'astronomo ha addirittura affermato di aver studiato le galassie semplicemente come "marcatori dello spazio". Tuttavia, non è mai stato completamente convinto dell'idea di un universo in espansione uniforme. Lo scienziato sospettava che le sue misurazioni potessero indicare qualcosa di ancora più strano stava accadendo nello spazio.

costante di Hubble

Dopo anni di lavoro, è apparsa la costante di Hubble -un coefficiente incluso nella legge omonima, che collega la distanza di un oggetto extragalattico con la velocità della sua rimozione. In parole semplici, questa costante fissa il tasso di espansione dell'Universo e fornisce la base per stimarne le dimensioni età dell'Universo.

Il valore della costante di Hubble è stato perfezionato nel corso di molti anni.Nel 2015, si pensava che il valore più accurato fosse vicino a 70 km/s per megaparsec (1 Mpc corrisponde a circa 3 milioni di anni luce). Ad esempio, se una galassia si trova a una distanza di 100 Mpc da noi, allora possiamo aspettarci che si allontani dalla nostra Galassia ad una velocità di circa 70⋅100 = 7.300 km/s.

In generale, questo numero è difficile da determinare perchéDiversi osservatori che studiano diverse regioni dell'Universo hanno prodotto risultati diversi. Secondo un comunicato stampa della NASA, un nuovo studio e analisi dei dati di Hubble potrebbero aver appena rivelato la risposta corretta.

Nuova costante

In un nuovo studio, collaborazione scientificaLo Studio del tasso di espansione dell'Universo (SHOES) ha analizzato 42 supernovae, circa una delle quali esplodeva una volta all'anno. I risultati degli scienziati sono quasi il doppio del precedente campione di indicatori di distanza cosmica. I ricercatori hanno anche rianalizzato tutti i dati precedenti. Di conseguenza, la nuova costante di Hubble si basa su un set di dati che include più di 1.000 orbite del telescopio spaziale Hubble.

Quando la NASA lo concepì negli anni '70costruzione, una delle principali giustificazioni della spesa e dell'enorme lavoro era la possibilità di osservare le Cefeidi. Queste sono stelle che periodicamente si illuminano e si oscurano. Le Cefeidi sono state per lungo tempo il gold standard per misurare le distanze cosmiche, sin da quando la loro utilità fu scoperta dall'astronoma Henrietta Swan Leavitt nel 1912. Per calcolare distanze molto più grandi, gli astronomi usano le supernove di tipo Ia.

Insieme, questi oggetti hanno costruito una "scala della distanza cosmica" nell'universo.

Di conseguenza, la costante di Hubble, che è stata calcolatateam ha trovato 73±1 km/s per 1 Mpc. Ciò riduce l'errore a solo l'1,4%, che è molto più accurato di altre misurazioni. I dati migliorati aiuteranno gli astronomi a migliorare i loro modelli di cosmologia, includendo modelli più accurati stime dell’età dell’Universo e del suo futuro.

Incoerenza spaziale

Il problema è che combinando StandardDal modello cosmologico dell'Universo e dalle misurazioni della missione Planck dell'Agenzia spaziale europea (che osservò il fondo cosmico a microonde 13,8 miliardi di anni fa), gli astronomi prevedono un valore più basso per la costante di Hubble: 67,5 ± 0,5 km/s per megaparsec.

Gli astronomi lo spiegano dicendo che è possibilela costante di Hubble è più grande nel nostro universo locale e più piccola nei suoi luoghi più distanti. È interessante notare che gli autori del nuovo lavoro ritengono che entrambi gli indicatori siano corretti. È solo che c'è ancora una fisica sconosciuta che aiuterà a spiegarlo.

Allo stesso tempo, il premio Nobel Adam Riess,che guida la Collaborazione scientifica per studiare il tasso di espansione dell'universo (SHOES), "non si preoccupa del valore specifico, ma gli piace usarlo per studiare l'Universo".

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