Velocità dell’espansione dell’universo, effettuate nuove misure: è sempre più un mistero

Storia dell'universo (credito: BICEP2 COLLABORATION/CERN/NASA)

Un nuovo studio mostra ancora una volta che l’universo si sta espandendo più velocemente di quanto calcolato negli anni precedenti. Questa ricerca, stavolta condotta da astronomi dell’Università della California a Davis, non fa altro che aumentare ancora di più il dibattito riguardo al fatto che non siamo in grado di misurare con un buon grado di precisione l’accelerazione dell’espansione dell’universo: le misurazioni fatte negli ultimi anni sono infatti in evidente disaccordo.

Stavolta i ricercatori hanno utilizzato il telescopio spaziale Hubble insieme ad uno strumento dell’osservatorio W. M. Keck denominato Adaptive Optics (AO). Con questo strumento ricercatori sono stati in grado di sfruttare le cosiddette “lenti gravitazionali”, un fenomeno previsto anche da Einstein nel secondo il quale anche la luce è attratta gravitazionalmente e quando questo accade può, tra le altre cose, anche ingrandire oggetti troppo lontani per essere visualizzati con i normali telescopi.
Nel nuovo studio, apparso su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, i ricercatori hanno eseguito con il metodo delle lenti gravitazionali misurazioni di tre noti quasar: PG1115 + 080, HE0435-1223 e RXJ1131- 1231.

In particolare hanno misurato lo sfarfallio della loro luminosità. Questi sfarfallii, poiché ogni immagine corrisponde ad una lunghezza della distanza del quasar dal telescopio un po’ diversa, non arrivano tutti sulla Terra allo stesso tempo. I ricercatori hanno misurato con precisione questi ritardi perché sono inversamente proporzionali al valore della costante di Hubble che indica il tasso di espansione dell’universo. In questo modo hanno potuto misurare quanto l’universo si è espanso durante il tempo in cui la luce di questi quasar si è diretta verso la Terra.
I risultati che hanno ottenuto sono coerenti con alcune misurazioni della stessa costante di Hubble effettuate osservando oggetti vicino alla Terra, come supernovae o altri sistemi con le lenti gravitazionali.

Queste ulteriori misurazioni evidenziano che c’è un problema per quanto riguarda il modello standard della cosmologia. Questo modello prevede che l’universo si è espanso molto rapidamente durante il big bang, o comunque subito dopo, e che questa stessa espansione abbia poi rallentato, forse per l’attrazione gravitazionale della materia oscura. Ad un certo punto la stessa velocità dell’espansione ha cominciato ad accelerare di nuovo stavolta a causa di una nuova forza denominata energia oscura. Questo modello è basato soprattutto sulle analisi del fondo cosmico a microonde (CMB), ossia sulle radiazioni residue del big bang avvenuto circa 13,8 miliardi di anni fa.

Recentemente diversi tentativi di misurare la costante di Hubble hanno portato a risultati non coerenti, soprattutto per quanto riguarda le misurazioni effettuate osservando oggetti vicini rispetto a quelle fatte osservando oggetti lontani.
“Qui sta la crisi nella cosmologia”, dichiara Chris Fassnacht, professore di fisica e uno degli autori dello studio. “Mentre la costante di Hubble è costante ovunque nello spazio in un dato momento, non è costante nel tempo. Quindi, quando confrontiamo confrontando le costanti di Hubble che risultano da varie tecniche, stiamo confrontando l’universo primordiale (usando osservazioni distanti) vs la parte più tarda e moderna dell’universo (usando osservazioni locali e vicine).”

Le possibilità sono due: o esiste un problema con le misurazioni della CMB, la radiazione cosmica di fondo nelle microonde, cosa che gli stessi ricercatori dietro questo studio ritengono improbabile, oppure il modello standard deve essere modificato affinché questa discrepanza venga corretta.
Ora i ricercatori intendono sviluppare ancora di più questo nuovo metodo, basato sulle lenti gravitazionali e sull’osservazione dei quasar, per migliorare ancora di più la precisione delle misurazioni della costante di Hubble per giungere, forse, ad un modello cosmologico più “universale”.

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