29 Apr 2019 Enigmi e Incongruenze nell’Espansione del Cosmo
Utilizzando nuovi dati del telescopio Hubble gli astronomi hanno ricavato le misurazioni più accurate ad oggi del tasso di espansione dell’Universo. I risultati aumentano ulteriormente la già nota discrepanza tra le misurazioni relative all’Universo locale e quelle relative all’Universo primordiale, una difformità che induce gli scienziati a ipotizzare che nel cosmo sia all’opera un processo ancora ignoto.
Nel corso degli ultimi anni gli scienziati hanno utilizzato Hubble per rendere sempre più precisa la misurazione delle distanze delle galassie, osservando alcune stelle al loro interno che possono essere utilizzate come marcatori di distanza. In questo ultimo studio sono state prese in considerazione 70 stelle variabili Cefeidi, considerate “candele standard” per la misurazione delle distanze cosmiche e localizzate nella nostra vicina galattica, la Grande Nube di Magellano, la cui distanza è ora risultata 162.000 anni luce dalla Terra. I dati hanno permesso di ricalcolare la velocità a cui l’Universo si espande nel tempo, un valore noto come Costante di Hubble. La questione spinosa è che i risultati rendono ancora più marcata la differenza rispetto al valore derivato dai dati del satellite Planck dell’ESA, che mappa il fondo cosmico a microonde, dati relativi all’espansione dell’Universo primordiale, circa 380.000 anni dopo il Big Bang. La discordanza è diventata una vera e propria incompatibilità tra le nostre visioni del giovane Universo e di quello attuale
Secondo i risultati di Planck il valore della costante di Hubble sarebbe 67,4 chilometri al secondo per megaparsec (3,3 milioni di anni luce). Questo implica che per ogni 3,3 milioni di anni luce di distanza da noi, una galassia si muove 67,4 chilometri al secondo più velocemente. Ma utilizzando il telescopio Hubble i risultati del team indicano un valore di 74,03 chilometri al secondo per megaparsec: questo suggerisce che le galassie nell’Universo locale si allontanino ad un tasso più veloce rispetto a quanto suggerito dalle osservazioni del cosmo primordiale. La differenza tra i due valori è di circa il 9 percento.
Grazie ai nuovi dati, ora il team ha ridotto l’incertezza nel valore della Costante di Hubble all’1,9 percento, un risultato senza precedenti. Dal momento che è necessario conoscere questo valore per stimare l’età dell’Universo, nonchè la sua evoluzione, questa costante è uno dei traguardi più importanti della moderna cosmologia. Più le galassie sono lontane, più velocemente si allontanano da noi, come conseguenza dell’espansione dello spazio. Misurando il tasso di accelerazione, gli astronomi possono ricostruire un quadro dell’evoluzione del cosmo, dedurre la sua composizione e scoprire indizi fondamentali sul suo destino finale.
Le nuove misurazioni di Hubble riducono, inoltre, la possibilità che la difformità nei valori sia una coincidenza a 1 su 100.000. “La discrepanza tra il giovane Universo e l’attuale potrebbe rivelarsi lo sviluppo più entusiasmante nella cosmologia negli ultimi decenni”, afferma Adam Riess dello Space Telescope Science Institute (STScI) e della Johns Hopkins University a Baltimora, Maryland, premio Nobel per la Fisica, a guida dello studio in via di pubblicazione su The Astrophysical Journal. “Questa difformità è andata aumentando e ora ha raggiunto un punto in cui è davvero impossibile liquidarla come coincidenza”.
Gli scienziati hanno fornito qualche possibile spiegazione per questa problematica discrepanza nei dati, tutte ipotesi in relazione alla parte oscura del cosmo, che occupa il 95 percento dell’Universo. Una possibilità è che l’energia oscura possa far allontanare le galassie tra loro con forza crescente: in questo caso l’accelerazione non avrebbe un valore costante nel tempo. Un’altra ipotesi è che l’universo contenga una nuova particella subatomica in viaggio a velocità prossime a quelle della luce. Simili particelle sono note collettivamente come “radiazione oscura” e includono i cosiddetti “neutrini sterili”. Oppure la materia oscura potrebbe interagire con la materia normale in maniera più forte rispetto a quanto previsto dai modelli teorici. In ogni caso la ricerca continua, per arrivare a valori sempre più accurati del tasso di espansione dell’Universo, uno traguardo essenziale, dal momento che può aiutare a confermare la correttezza della nostra attuale visione dell’Universo, o indicare se stiamo tralasciando qualcosa di fondamentale.
[ Barbara ]
Nell’immagine la regione di formazione stellare NGC 1763 nella Grande Nube di Magellano, ripresa dal telescopio Hubble
Credit: NASA, ESA
https://www.spacetelescope.org/news/heic1908/
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