Aprile 15, 2024

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“Forse abbiamo frainteso l’universo.”

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La questione della velocità con cui l’universo si sta espandendo è un grattacapo in cosmologia. Il premio Nobel Adam Ries non sa cos'altro fare.

BALTIMORA — La tensione di Hubble è uno dei più grandi misteri dell'universo, a partire da una domanda apparentemente semplice: quanto velocemente si sta espandendo l'universo? Ma la risposta non è affatto semplice e porta a un enigma con cui l’astrofisica si dibatte da molti anni. Se misuri l’espansione dell’universo in due modi diversi, otterrai due risultati diversi.

Utilizzando la radiazione cosmica di fondo, otteniamo una velocità di espansione di circa 67 chilometri al secondo per megaparsec (un megaparsec equivale a 3,26 milioni di anni luce). Se per misurare la distanza si utilizza un tipo di stella chiamata Cefeidi, la velocità di espansione è di circa 73 chilometri al secondo per megaparsec. La discrepanza tra i due valori costituisce il “potenziale di Hubble”, per il quale non è stata ancora trovata alcuna spiegazione.

Sembra che lo sforzo di Hubble non sia dovuto ad un errore di misurazione

Alcuni scienziati avevano precedentemente sperato che dietro lo sforzo Hubble potesse esserci un errore di misurazione da parte del telescopio spaziale Hubble. Ma un gruppo di ricerca guidato dal fisico Adam Ries della Johns Hopkins University di Baltimora sta ora sfatando quella teoria. Rees conduce ricerche in questo campo da molto tempo e nel 2011, insieme ad altri ricercatori, ha vinto il Premio Nobel per la fisica per aver scoperto che l'espansione dell'universo sta accelerando.

La galassia NGC 5468 si trova a circa 130 milioni di anni luce dalla Terra. È la galassia più distante in cui il telescopio spaziale Hubble ha scoperto le stelle Cefeidi, utilizzate 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)

“Quando si prendono in considerazione gli errori di misurazione, ciò che rimane è la reale ed entusiasmante possibilità che abbiamo sbagliato l'universo”, dice. Il premio Nobel e il suo team hanno utilizzato il telescopio spaziale James Webb (JWST) per verificare se Hubble produceva errori di misurazione. Era lo studio Nella rivista specializzata Lettere del diario astrofisico pubblicato.

L'espansione dell'universo è il più grande mistero della cosmologia

Per calcolare l’espansione dell’universo viene utilizzata la cosiddetta “scala delle distanze cosmiche”. Ogni passo di questa scala dipende dal passo precedente, quindi si verificano errori di misurazione durante tutti i passi. Le stelle Cefeidi, utilizzate per determinare le distanze nello spazio, possono essere difficili da misurare anche a distanze maggiori, ad esempio perché la loro luce si mescola con quella di una stella vicina ed è difficile distinguere tra le due.

Ma mentre le immagini di Hubble diventano meno chiare a distanze maggiori, il telescopio spaziale James Webb funziona perfettamente e, con la sua nitida visione a infrarossi, può vedere attraverso tutta la polvere nello spazio e 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 ci spostiamo verso l'alto nella scala delle distanze cosmiche”, afferma Rees. “Ora abbiamo coperto l'intera gamma”. non si può escludere che l'errore di misurazione sia sicuramente la causa dell'intervento di Hubble.

Perché le Cefeidi vengono utilizzate per misurare le distanze?

Le stelle cefeidi sono chiamate stelle con pulsazione variabile. La sua luminosità cambia periodicamente: 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.

Le misurazioni del telescopio spaziale James Webb si estendono per 130 milioni di anni luce nell'universo

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. avviso insieme. Due telescopi dedicati allo studio dell’influenza dell’energia oscura nell’universo potrebbero aiutare: il telescopio spaziale Euclid dell’Agenzia spaziale europea (ESA) è già attivo, e il telescopio spaziale romano Nancy Grace della NASA è previsto per il lancio 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)