Aprile 15, 2024

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“Forse abbiamo frainteso l’universo.”

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Lo sforzo di Hubble rimane uno dei più grandi misteri dell'astrofisica. Una nuova ricerca esclude errori di misurazione e solleva nuove domande.

BALTIMORA – La questione della velocità con cui si sta espandendo l'universo sembra semplice, ma porta a uno dei più grandi misteri dell'universo, la cosiddetta tensione di Hubble. Questo mistero ha lasciato perplessi gli astrofisici per anni, poiché due diversi modi di misurare l’espansione dell’universo portano a due risultati diversi.

La radiazione cosmica di fondo fornisce una velocità di espansione di circa 67 chilometri al secondo per megaparsec (un megaparsec equivale a 3,26 milioni di anni luce). Tuttavia, se si utilizzano le Cefeidi, un particolare tipo di stella, per misurare la distanza, il risultato è un tasso di espansione di circa 73 chilometri al secondo per megaparsec. Questa discrepanza tra i due valori è la “tensione di Hubble”, per la quale non è stata ancora trovata alcuna spiegazione.

Una domanda cosmologica: come avviene la tensione di Hubble?

Alcuni scienziati sospettano che l'errore di misurazione del telescopio spaziale Hubble potrebbe essere responsabile del “potenziale di Hubble”. Tuttavia, questa teoria è stata confutata da un gruppo di ricerca guidato dal fisico Adam Reiss della Johns Hopkins University di Baltimora. “Se si escludono gli errori di misurazione, rimane la reale ed entusiasmante possibilità che abbiamo frainteso l'universo”, afferma Rees, che ha condiviso il Premio Nobel per la fisica con altri ricercatori nel 2011 per aver scoperto l'espansione accelerata dell'universo.

Per verificare se il telescopio Hubble produceva errori di misurazione, il team Reiss ha utilizzato il telescopio spaziale James Webb (JWST). I risultati del loro studio sono stati Nella rivista specializzata Lettere del diario astrofisico pubblicato.

La galassia NGC 5468 si trova a circa 130 milioni di anni luce dalla Terra. È la galassia più lontana in cui il telescopio Hubble ha scoperto la stella Cefeide, utilizzata per determinare le distanze in astrofisica. L'immagine è stata catturata da una collaborazione tra i telescopi spaziali James Webb e Hubble. © NASA, ESA, CSA, STScI, Adam G. Riess (JHU, STScI)

Il telescopio spaziale Hubble presenta errori di misurazione su lunghe distanze?

La “scala delle distanze cosmiche” viene utilizzata per calcolare l'espansione dell'universo. Ogni passo di questa scala dipende dal passo precedente, quindi l'errore di misurazione passa attraverso tutti i passi. Le stelle cefeidi, utilizzate per misurare le distanze nello spazio, possono essere difficili da misurare a distanze maggiori perché la loro luce può mescolarsi con quella di una stella vicina ed essere difficile da separare. Almeno questa era la paura quando si trattava dei dati del telescopio spaziale Hubble, perché le immagini di Hubble diventano meno chiare a distanze maggiori.

Perché le Cefeidi vengono utilizzate per misurare le distanze?

Le stelle Cefeidi (stelle con pulsazione variabile) cambiano periodicamente la loro luminosità: questo periodo è noto in modo molto preciso. Nelle Cefeidi la luminosità e il periodo di fluttuazione della luminosità sono correlati tra loro, motivo per cui la ricerca può dedurre la distanza della stella dalla luminosità e dalla luminosità calcolate.

D'altro canto, il telescopio spaziale James Webb funziona perfettamente e, grazie alla sua nitida visione a infrarossi, riesce a vedere attraverso tutta la polvere nello spazio e a distinguere meglio le stelle. “La combinazione di Webb e Hubble ci offre il meglio di entrambi i mondi. Abbiamo scoperto che le misurazioni di Hubble rimangono affidabili anche quando saliamo lungo la scala delle distanze cosmiche”, spiega Reiss. “Ora abbiamo coperto l'intera regione osservata”. escludere con grande certezza che l’errore di misurazione sia una causa dello sforzo di Hubble”.

Il telescopio Hubble misura distanze fino a 130 milioni di anni luce

Le nuove misurazioni raggiungono una distanza di 130 milioni di anni luce. “Abbiamo raggiunto la fine del secondo gradino della scala delle distanze cosmiche”, afferma Gagandeep Anand dello Space Telescope Science Institute, che gestisce i telescopi spaziali Hubble e JWST.

“Dobbiamo sapere se ci siamo persi qualcosa e come possiamo collegare l'inizio dell'universo al presente”, afferma Rees, riassumendo la situazione attuale. Due telescopi che mirano a studiare l'influenza dell'energia oscura nell'universo potrebbero aiutare: il telescopio spaziale Euclid dell'Agenzia spaziale europea (ESA) è già attivo, mentre il telescopio spaziale Nancy Grace Roman della NASA dovrebbe essere lanciato nel 2027.

Solo di recente, il telescopio spaziale tedesco eROSITA ha risolto un altro mistero cosmico: la questione di come è distribuita la materia e quanto è raggruppata. (fattura non pagata)

L'editore ha scritto questo articolo e poi ha utilizzato un modello linguistico AI per migliorarlo a sua discrezione. Tutte le informazioni sono state attentamente controllate. Scopri di più sui nostri principi di intelligenza artificiale qui.