L’Universo in Crisi: La Sconcertante Tensione di Hubble Rivela Nuove Verità

Scopri come le recenti scoperte sulla costante di Hubble potrebbero rivoluzionare la nostra comprensione dell'Universo.

L’espansione dell’Universo e la tensione di Hubble

Recenti ricerche hanno rivelato che l’Universo si sta espandendo a un ritmo sorprendentemente accelerato, superando le previsioni dei modelli teorici attuali. Questo fenomeno ha intensificato la cosiddetta “tensione di Hubble”, che descrive il divario tra le misurazioni dirette dell’espansione dell’Universo e le stime basate su modelli cosmologici consolidati. Un recente studio pubblicato negli Astrophysical Journal Letters ha fornito ulteriori evidenze a sostegno di questa accelerazione, suggerendo che i modelli cosmologici esistenti potrebbero necessitare di una revisione significativa. Dan Scolnic, il ricercatore principale del team, ha affermato che “la tensione ora si trasforma in una crisi”.

La storia dell’espansione dell’Universo

La questione dell’espansione dell’Universo è stata sollevata per la prima volta da Edwin Hubble nel 1929. Da allora, la determinazione del tasso di espansione, noto come costante di Hubble, è diventata una delle principali sfide della cosmologia. Scolnic, professore associato di Fisica presso la Duke University, ha descritto il processo di misurazione come un tentativo di tracciare la crescita dell’Universo. Egli ha posto domande fondamentali sulla dimensione dell’Universo al Big Bang e sulla sua evoluzione attuale.

Il modello cosmologico attuale

Scolnic ha messo in evidenza che i risultati ottenuti indicano che il modello cosmologico attuale potrebbe essere inadeguato. La misurazione dell’Universo richiede una scala cosmica, che comprende una serie di metodi interconnessi per determinare le distanze agli oggetti celesti. Ogni metodo si basa su quello precedente per la calibrazione. La scala utilizzata dal team di Scolnic è stata sviluppata da un altro gruppo di ricerca che ha impiegato dati dallo Strumento Spettroscopico dell’Energia Oscura (DESI).

Il Tasso di Espansione dell'Universo si Allarga con i Nuovi Dati di Hubble
Questa illustrazione mostra i tre passaggi fondamentali che gli astronomi utilizzano per calcolare quanto velocemente l’universo si espande nel tempo, un valore chiamato costante di Hubble. Tutti i passaggi comportano la costruzione di una solida scala di distanza cosmica, iniziando con la misurazione di distanze accurate a galassie vicine e poi spostandosi verso galassie sempre più lontane. Questa ‘scala’ è una serie di misurazioni di diversi tipi di oggetti astronomici con una luminosità intrinseca che i ricercatori possono utilizzare per calcolare le distanze.
NASA, ESA e A. Feild (STScI)

Misurazioni di alta precisione

Per ottenere una distanza accurata al cluster Coma, Scolnic e il suo team hanno analizzato le curve di luce di 12 supernovae di tipo Ia. Questi eventi esplosivi fungono da “candele standard” per calcolare le distanze cosmiche. Il team ha determinato una distanza di circa 320 milioni di anni luce, confermando l’affidabilità della misurazione. Scolnic ha sottolineato che questa misurazione non è influenzata dalle speculazioni sulla tensione di Hubble.

Le implicazioni delle nuove scoperte

Utilizzando questa misurazione come punto di partenza, il team ha calibrato il resto della scala delle distanze cosmiche, ottenendo un valore per la costante di Hubble di 76,5 chilometri al secondo per megaparsec. Questo valore indica che l’Universo locale si sta espandendo a una velocità di 76,5 chilometri al secondo per ogni 3,26 milioni di anni luce. Tuttavia, questo valore rimane in conflitto con le stime derivate dall’Universo lontano.

Diagramma del Ponte che Mostra Diverse Misurazioni della Costante di Hubble
Un’impressione artistica che mostra le diverse misurazioni della costante di Hubble da diverse missioni e metodi. Un ringraziamento speciale ad Adam Riess, che ha inventato la versione originale di questa illustrazione. Chiave: CMB (radiazione cosmica di fondo), WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), BAO (Oscillazione Acustica Barionica), BB (Big Bang) nucleosintesi, DES (Indagine sull’Energia Oscura), Lambda CDM (Lambda Cold Dark Matter), TRGB (Punta del ramo delle giganti rosse).
NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

Verso una nuova comprensione cosmologica

I risultati ottenuti dal team di Scolnic offrono un sostegno significativo all’idea che la radice della tensione di Hubble possa risiedere nei modelli stessi. Scolnic ha affermato che ci troviamo in un momento cruciale in cui i modelli cosmologici, utilizzati per oltre due decenni, sono messi a dura prova. Le scoperte recenti potrebbero rimodellare il nostro modo di pensare all’Universo, portando a nuove e sorprendenti scoperte nella cosmologia.

Riferimenti e finanziamenti

Il lavoro di Scolnic e del suo team è stato pubblicato in un articolo intitolato “La tensione di Hubble nel nostro cortile: DESI e la vicinanza del cluster Coma”, apparso il 15 gennaio 2025 negli Astrophysical Journal Letters. Questo studio è stato finanziato da diverse istituzioni, tra cui la Fondazione Templeton, il Dipartimento dell’Energia, la Fondazione David e Lucile Packard, la Fondazione Sloan, la National Science Foundation e la NASA.

Camera per l'Energia Oscura del Cluster Coma
Misurazioni estremamente precise della distanza tra la Terra e il cluster di galassie Coma forniscono nuove prove per il tasso di espansione dell’Universo più veloce del previsto.
CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA, Elaborazione Immagini: D. de Martin & M. Zamani (NSF NOIRLab)

Fonti e Riferimenti dell'Articolo: