La costante di Hubble è un'unità che descrive la velocità con cui l'universo si sta espandendo a diverse distanze da un particolare punto nello spazio. È una delle pietre miliari nella nostra comprensione dell'evoluzione dell'universo - ei ricercatori sono impantanati in un dibattito sul suo vero valore.
Come è stata scoperta la costante di Hubble
La costante di Hubble fu calcolata per la prima volta negli anni 1920, dall'astronomo americano Edwin Hubble. Scoprì che gli oggetti celesti sfocati e simili a nuvole erano galassie distanti sedute fuori dalla nostra galassia della Via Lattea, secondo la NASA.
In precedenza, l'astronoma americana Henrietta Leavitt ha mostrato che le stelle speciali chiamate variabili Cefeidi, la cui luminosità aumenta e diminuisce regolarmente, avevano una stretta correlazione tra il periodo della loro variazione e la loro luminosità intrinseca. Sapendo quanto è veramente luminosa una Cefeide e quanto fioca apparisse la sua luce quando vista dalla Terra, Hubble riuscì a ricavare la distanza della Cefeide.
Ciò che Hubble ha trovato è stato notevole. Tutte le galassie nell'universo sembravano allontanarsi dal nostro pianeta. Inoltre, più lontana era una galassia, più velocemente si allontanava. Questa osservazione, fatta da Hubble nel 1929, divenne la base di quella che è conosciuta come la legge di Hubble, che afferma che esiste una relazione tra la distanza che un oggetto nel cosmo è da noi e la velocità con cui si sta allontanando, secondo un esplicatore dalla Cornell University.
A proposito, la Terra non si trova in un punto privilegiato al centro dell'universo. Qualsiasi osservatore in qualsiasi punto del cosmo vedrà che le entità celesti si stanno allontanando a una velocità che aumenta con la distanza.
Usando i suoi dati, Hubble ha tentato di stimare la costante che porta il suo nome, arrivando a un valore di circa 342.000 mph per milione di anni luce, o 501 chilometri al secondo per megaparsec (Mpc) nelle unità dei cosmologi. (Un megaparsec è pari a 3,26 milioni di anni luce.) Tecniche moderne più accurate hanno perfezionato questa misurazione iniziale e hanno dimostrato che era circa 10 volte troppo elevata.
Perché la costante di Hubble continua a cambiare
Ma esattamente quanto Hubble è stato rimosso rimane una questione controversa. Negli anni '90, gli astronomi hanno scoperto che le supernove lontane erano più deboli, e quindi più lontane, di quanto avessero precedentemente sospettato. Questa scoperta indicava che l'universo non si stava solo espandendo, ma stava anche accelerando nella sua espansione. Il risultato ha reso necessaria l'aggiunta di energia oscura - una forza misteriosa che spinge via tutto nel cosmo - nei modelli dell'universo dei cosmologi.
Dopo questa sorpresa, i ricercatori hanno cercato di stabilire il tasso di accelerazione cosmica, per capire come l'universo ha iniziato e si è evoluto e quale sarà il suo destino finale. I dati provenienti da variabili cefeidi e altre fonti astrofisiche hanno calcolato che la costante di Hubble era di 50.400 mph per milione di anni luce (73,4 km / s / Mpc) nel 2016.
Ma un numero alternativo è stato derivato utilizzando le informazioni del satellite Planck dell'Agenzia spaziale europea. Il veicolo spaziale ha trascorso gli ultimi 10 anni a misurare il fondo cosmico a microonde - un'eco del Big Bang che contiene dati sui parametri di base dell'universo. Planck ha scoperto che la costante di Hubble era di 46.200 miglia orarie per milione di anni luce (67,4 km / s / Mpc) nel 2018.
I due valori potrebbero non sembrare molto diversi. Ognuno di essi è straordinariamente preciso e non contengono sovrapposizioni tra le barre di errore. Se la stima di Cepheid è errata, significa che tutte le misurazioni della distanza degli astronomi sono state errate dai tempi di Hubble. Se la seconda stima è sbagliata, la fisica nuova ed esotica dovrebbe essere introdotta nei modelli dell'universo dei fisici. Finora, nessuno dei due team di scienziati che ha determinato i numeri è stato disposto ad ammettere errori di misura importanti.
Nel luglio 2019, gli astronomi hanno utilizzato una nuova tecnica per elaborare un nuovo calcolo della costante di Hubble. I ricercatori hanno studiato la luce delle stelle rosse giganti, che raggiungono tutte la stessa luminosità di picco alla fine della loro vita. Ciò significa che, come con i Cefeidi, gli astronomi possono vedere come le stelle giganti rosse fioche appaiono dalla Terra e stimare la loro distanza. Il nuovo valore si colloca proprio tra i due vecchi - 47.300 mph per milione di anni luce (69,8 km / s / Mpc) - eppure gli scienziati non hanno ancora dichiarato la vittoria.
"Volevamo fare un pareggio", ha detto a Live Science Barry Madore, un astronomo dell'Università di Chicago e un membro del team che ha effettuato le ultime misurazioni. "Ma non ha detto che questa parte o quella parte siano giuste. Ha detto che c'era molto più slop di quanto tutti pensassero prima."
Il dibattito continua. Alcuni hanno suggerito che il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), che osserva le increspature nel tessuto dello spazio-tempo fatte da stelle di neutroni distanti che si schiantano l'una nell'altra, potrebbe fornire un altro punto dati indipendente. Altri stanno guardando alla lente gravitazionale, che si verifica quando oggetti estremamente massicci si piegano e si deformano nello spazio-tempo come una lente d'ingrandimento, fornendo una sbirciatina alle entità ancora più lontane, per chiarire la discrepanza. Ma al momento, nessuno è abbastanza sicuro di dove e quando apparirà la risposta finale sulla costante di Hubble.
