Ancora in discussione il Modello Cosmologico Standard

Nuove misurazioni delle distanze cosmiche hanno permesso agli astronomi di perfezionare il calcolo della costante di Hubble. Le nuove misurazioni hanno spinto gli scienziati a una considerazione, il "modello cosmologico standard", la teoria che descrive la natura fondamentale dell'universo, potrebbe aver bisogno di essere rivisitato.

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L’universo diventa più grande ogni secondo che passa e lo spazio presente tra una galassia e l’altra si sta dilatando in maniera accelerata.
Ad accorgersi di questa espansione fu l’astronomo Edwin Hubble che quasi un secolo fa cercò di calcolare la costante che in seguito gli è stata intitolata. La Costante di Hubble può essere ricavata con diversi metodi di misurazione che però danno agli scienziati valori molto diversi, un problema non da poco.
Tuttavia, nuove misurazioni delle distanze cosmiche hanno permesso agli astronomi di perfezionare il calcolo della costante di Hubble. Le nuove misurazioni hanno spinto gli scienziati a una considerazione, il “modello cosmologico standard“, la teoria che descrive la natura fondamentale dell’universo, potrebbe aver bisogno di essere rivisitato.
Le misurazioni, realizzate utilizzando diversi telescopi posizionati in tutto il mondo, mettono in risalto, come affermano gli astronomi, una discrepanza tra le precedenti misurazioni della costante di Hubble e il valore della costante previsto dallo stesso “modello standard” che classifica tutte le particelle elementari conosciute e descrive tre delle quattro forze fondamentali dell’universo: la forza forte, la forza debole e la forza elettromagnetica, queste ultime due già riunite in un’unica forza chiamata “elettrodebole”. La teoria non tiene conto della gravità.
Nel nuovo lavoro, pubblicato sulla rivista Astrophysical Journal Letters, i ricercatori hanno perfezionato le misurazioni della distanza su quattro diverse galassie lontane da 168 milioni di anni luce a 431 milioni di anni luce dalla Terra. Ulteriori misurazioni hanno coinvolto altre due galassie.
Il valore della costante di Hubble trovato è pari a 73,9 chilometri al secondo per megaparsec. Un valore abbastanza diverso dai 67,4 chilometri al secondo per megaparsec previsto dal modello standard.
Testare il modello cosmologico standard è un problema davvero impegnativo che richiede le misurazioni migliori della costante di Hubble“, ha dichiarato in un documento Dom Pesce, ricercatore presso il Center for Astrophysics di Harvard e Smithsonian e autore principale del nuovo documento. “La discrepanza tra i valori previsti e misurati della costante di Hubble indica uno dei problemi più fondamentali in tutta la fisica, quindi vorremmo avere misurazioni multiple e indipendenti che confermano il problema e testare il modello. Il nostro metodo è geometrico e completamente indipendente da tutti gli altri, e rafforza la discrepanza“.
Queste misurazioni sono state eseguite da diversi strumenti, il Very Long Baseline Array (VLBA) della National Science Foundation, il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) e il Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT), insieme al telescopio Effelsberg in Germania .
Scopriamo che le galassie sono più vicine di quanto previsto dal modello cosmologico standard, confermando un problema identificato in altri tipi di misurazioni della distanza“, ha spiegato James Braatz, del National Radio Astronomy Observatory (NRAO), che guida il Megamaser Cosmology Project, che mira a misurare la costante di Hubble.
Si è discusso se questo problema risieda nel modello stesso o nelle misure utilizzate per testarlo“, ha aggiunto Braatz. “Il nostro lavoro utilizza una tecnica di misurazione della distanza completamente indipendente da tutte le altre, e rafforziamo la disparità tra valori misurati e previsti. È probabile che il modello cosmologico di base coinvolto nelle previsioni sia il problema“.
Altri scienziati hanno provato a risolvere il problema facendo ricorso a una importante scoperta: le onde gravitazionali. Queste increspature dello spazio-tempo potrebbero fornire un nuovo “metro” per misurare l’espansione cosmica. Tuttavia nonostante i tentativi un accordo su questo importante metro non è stato ancora trovato.
Le cose si sono complicate ulteriormente quando un team di scienziati di Harvard ha sostenuto in uno studio che alcune parti dell’universo si espandono ad una velocità diversa di altre.
Gli scienziati hanno combinato i dati delle missioni Chandra della Nasa, Xmm Newton dell’Esa e Asca della Jaxa per studiare un campione di 842 galassie.
Calcolando la relazione tra la temperatura del gas caldo negli ammassi e la quantità di raggi X prodotti, sono risaliti all’accelerazione cosmica. I risultati ottenuti mostrano grandi differenze nella velocità di espansione dell’universo. Questo si spiega supponendo che l’universo si possa allontanare da noi più velocemente in alcune direzioni rispetto ad altre.
Questa ipotesi, che andrà ulteriormente verificata, pone una grande sfida alle principali teorie cosmologiche: la costante di Hubble potrebbe essere infatti tutt’altro che costante.
Fonti: