HONOLULU - Una crisi in fisica potrebbe essersi appena approfondita. Osservando come viene piegata la luce proveniente da oggetti luminosi distanti, i ricercatori hanno aumentato la discrepanza tra i diversi metodi per calcolare la velocità di espansione dell'universo.
"Le misurazioni sono coerenti con l'indicazione di una crisi nella cosmologia", ha detto Geoff Chih-Fan Chen, un cosmologo dell'Università della California, Davis, durante un briefing di notizie mercoledì (8 gennaio) alla 235a riunione dell'American Astronomical Società di Honolulu.
In questione è un numero noto come costante di Hubble. Fu calcolato per la prima volta dall'astronomo americano Edwin Hubble quasi un secolo fa, dopo aver realizzato che ogni galassia nell'universo si stava allontanando dalla Terra ad un ritmo proporzionale alla distanza di quella galassia dal nostro pianeta.
Ciò non significa che la Terra sia al centro del cosmo. Invece, la scoperta ha detto agli scienziati che l'universo si sta espandendo e che esiste una relazione diretta tra la distanza tra due oggetti e la velocità con cui si allontanano l'uno dall'altro. La costante di Hubble ha un valore che incorpora questa connessione velocità-distanza.
Il problema è che, negli ultimi anni, diversi team non sono d'accordo su quale sia esattamente il valore di questa costante. Le misurazioni effettuate usando il fondo cosmico a microonde (CMB), un residuo del Big Bang che fornisce un'istantanea dell'universo infantile, suggeriscono che la costante di Hubble è 4600 miglia orarie per milione di anni luce (o, usando le unità dei cosmologi, 67,4 chilometri / secondo per megaparsec).
Ma osservando le stelle pulsanti note come variabili Cefeidi, un diverso gruppo di astronomi ha calcolato che la costante di Hubble era di 50.400 mph per milione di anni luce (73,4 km / s / Mpc).
La discrepanza sembra piccola, ma non vi è alcuna sovrapposizione tra i valori indipendenti e nessuna delle due parti è stata disposta a concedere gravi errori nella sua metodologia.
La nuova misurazione, effettuata dalle Lenti H0 in collaborazione con Wellspring (H0LICOW) di COSMOGRAIL, è stata un tentativo di calcolare la costante di Hubble in un modo completamente nuovo. (COSMOGRAIL è l'acronimo di monitoraggio cosmologico delle lenti gravitazionali.)
Questa misura sfrutta il fatto che enormi oggetti nell'universo deformeranno il tessuto dello spazio-tempo, il che significa che la luce si piegherà mentre li attraversa. Le entità superluminose, alimentate da buchi neri, chiamate quasar, si trovano talvolta dietro grandi galassie in primo piano e la loro luce viene deformata da questo processo di piegatura, noto come lente gravitazionale.
Utilizzando il telescopio spaziale Hubble, il team di H0LiCOW ha studiato la luce di sei quasar tra 3 miliardi e 6,5 miliardi di anni luce di distanza dalla Terra. Mentre i buchi neri dei quasar divoravano materiale, la loro luce tremolava.
La galassia a lente gravitazionale che si avvicinava piegava la luce di ogni quasar, e quindi lo sfarfallio del quasar arrivò sulla Terra in momenti diversi a seconda del percorso intrapreso attorno alla galassia in primo piano, Chen ha detto. La lunghezza del ritardo ha fornito un modo per sondare la velocità di espansione dell'universo, ha aggiunto.
H0LiCOW è stato in grado di ricavare un valore della costante di Hubble di 50.331 mph per milione di anni luce (73,3 km / s / Mpc), estremamente vicino a quello fornito dalle variabili Cepheid ma abbastanza lontano dalla misurazione CMB.
"La conseguenza è che la tensione è molto probabilmente reale", ha detto Chen e probabilmente non è il risultato di errori nei metodi di ciascun approccio.
Vale la pena notare che l'anno scorso un'altra misura indipendente della costante di Hubble, realizzata usando gigantesche stelle rosse, si è posizionata esattamente tra i due lati, calcolando un valore di 47.300 mph per milione di anni luce (69,8 km / s / Mpc).
Tuttavia, ha detto Chen, i diversi numeri sono abbastanza distanti che è possibile che ci sia qualcosa di sbagliato nei nostri modelli dell'universo. Un numero crescente di fisici lo sta riconoscendo, ha aggiunto, perché le misurazioni indipendenti continuano a non essere d'accordo. I ricercatori potrebbero dover inventare una nuova fisica per spiegare cosa sta succedendo.
