Forse il problema persistente e fastidioso della velocità con cui l’universo si sta espandendo non richiede di riscrivere tutto ciò che sappiamo sulla fisica.
Nuove misurazioni effettuate con il telescopio spaziale James Webb indicano che l’universo locale si sta allontanando da noi a una velocità di circa 70 chilometri al secondo per megaparsec.
Questo è enorme se vero. Ciò potrebbe finalmente risolvere una discrepanza tra le misurazioni dell’espansione accelerata dell’universo che ha sconcertato gli scienziati per quasi un secolo: il jitter di Hubble, a volte definito la più grande crisi della cosmologia.
Servirà molto lavoro prima di poter dichiarare definitivamente risolto il problema, ma le nuove misurazioni – effettuate utilizzando tre diversi tipi di stelle – potrebbero rappresentare un grande passo avanti. I risultati sono stati presentati a Giornale astrofisico Disponibile su arksif.
“Sulla base di questi nuovi dati JST e utilizzando tre metodi indipendenti, non troviamo prove evidenti dell’esistenza del tensore di Hubble”. dice l’astronomo Wendy Friedman Dall’Università di Chicago. “Al contrario, il nostro modello cosmologico standard per spiegare l’evoluzione dell’universo sembra reggere”.
Ecco qua. L’universo si sta espandendo a un ritmo accelerato noto come costante di Hubble. Per calcolare questa costante, possiamo utilizzare diversi tipi di osservabili, ognuno dei quali fornisce le proprie misurazioni.
Le osservazioni dell’universo primordiale includono il fondo cosmico a microonde – la radiazione a microonde lasciata dalla prima luce che ha attraversato l’universo – e le oscillazioni acustiche barioniche, modelli nella propagazione di galassie distanti che corrispondono alle onde che una volta si propagavano attraverso l’universo primordiale.
Questi due segni sono conosciuti come il righello standard, perché sappiamo quanto sono grandi. Ci permettono di ottenere direttamente misurazioni precise della distanza e indicano che l’universo si sta espandendo a una velocità accelerata di circa 67,4 chilometri al secondo per megaparsec.
I segnali provenienti dall’universo vicino sono conosciuti come candele standard. Sono oggetti con luminosità intrinseca nota, come le stelle variabili Cefeidi e le supernove di tipo Ia. Poiché sappiamo quanto sono luminosi, possiamo anche calcolare con precisione la distanza tra loro. Queste candele indicano la costante di Hubble di circa 74 chilometri al secondo per megaparsec.
Ora, entrambi i tipi di misurazioni hanno termini di errore che si sovrappongono tra loro, quindi questa discrepanza non è la fine della cosmologia come la conosciamo. Ma sarebbe davvero bello se potessimo trovare con sicurezza un numero più accurato per un singolo tasso di espansione. Oppure, se ci sono tassi di espansione multipli, troveremo una spiegazione del motivo per cui diverse parti dell’universo si espandono in modo diverso.
Friedman ha lavorato per molti anni per misurare la costante di Hubble utilizzando metodi diversi dalle tradizionali candele standard. In particolare, si è concentrato sulle stelle all’estremità del ramo delle giganti rosse, o stelle TRGB.
Queste stelle raggiungono dimensioni e luminosità uniformi, rendendole uno strumento accurato per misurare la distanza delle galassie vicine. Utilizzando note di strumenti diversi, ad es Hubble E GaiaFriedman e i suoi colleghi hanno effettuato diverse misurazioni TRGB che hanno mostrato una costante di Hubble compresa tra 69 e 70 chilometri al secondo per megaparsec.
Entra nel James Webb Space Telescope, il telescopio spaziale più potente mai schierato. Ora, Friedman e il suo team lo hanno usato per misurare le stelle TRGB, così come le stelle variabili Cefeidi, un tipo di stella gigante ricca di carbonio, che secondo loro è Un nuovo tipo di candela standard Basato sulla sua luminosità stabile.
Misurando le distanze delle tre stelle in modo indipendente, i ricercatori hanno ottenuto una grande quantità di dati che avrebbero potuto utilizzare per verificare gli errori sistematici per una misurazione indipendente della costante di Hubble.
Per le stelle TRGB, i ricercatori hanno ottenuto un valore di 69,85 chilometri al secondo per megaparsec. Per le stelle al carbonio, hanno ottenuto 67,96. Le variabili Cefeidi erano un po’ anomale, a 72,05, ma le barre di errore per tutte e tre si sovrappongono.
“Ottenere un buon accordo da tre tipi di stelle molto diversi, per noi, è un forte indicatore del fatto che siamo sulla strada giusta”. Friedman dice.
Non siamo ancora fuori pericolo. Sebbene la misurazione rientri nei limiti di errore sia del righello standard che dei candelieri standard, abbiamo dedotto valori diversi per troppo tempo perché il problema possa essere risolto improvvisamente. Infatti, all’inizio di quest’anno, la misurazione di James Webb delle stelle variabili Cefeidi e delle supernove di tipo Ia è stata utilizzata per confermare la misurazione di Hubble di 73 chilometri al secondo per megaparsec.
Quindi dovremo misurare, rimisurare e misurare ancora. Solo per essere sicuro. Tuttavia, i nuovi numeri suggeriscono che le variabili tra le varie osservazioni potrebbero effettivamente essere responsabili della discrepanza, senza che sia necessario introdurre nuove importanti teorie.
Ma chi lo sa? Potremmo trovare nuova fisica mentre cerchiamo una risposta a questa domanda.
La ricerca è stata sottoposta a Giornale astrofisicoE disponibile su arksif.
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