Un nuovo studio che ha utilizzato i dati della Sloan Digital Sky Survey ha rivelato che l’Universo potrebbe essere più giovane di quanto stimato, sfidando i modelli cosmologici convenzionali e analizzando i movimenti delle galassie satelliti attorno a gruppi massicci delle galassie stesse.
Qual è l’età corretta dell’Universo?
Nei modelli cosmologici standard, la formazione di strutture cosmologiche inizia con l’emergere di piccole strutture, che successivamente subiscono una fusione gerarchica, portando alla formazione di sistemi più grandi. Con l’invecchiamento dell’Universo, i gruppi e gli ammassi massicci di galassie, essendo i sistemi più grandi, tendono ad aumentare di massa e raggiungere uno stato dinamicamente più rilassato.
I movimenti delle galassie satelliti attorno a questi gruppi e ammassi forniscono preziose informazioni sul loro stato di assemblaggio. Le osservazioni di tale movimento offrono indizi cruciali sull’età dell’Universo.
Utilizzando i dati pubblici dello Sloan Digital Sky Survey (SDSS), un gruppo di ricerca guidato dal Professore Qi Guo degli Osservatori Astronomici Nazionali dell’Accademia Cinese delle Scienze (NAOC) ha analizzato la cinematica delle coppie di satelliti attorno a massicci gruppi di galassie.
I risultati del team hanno rivelato che l’Universo potrebbe essere più giovane di quanto previsto dal modello LCDM con i parametri cosmologici di Planck.
Molti dei satelliti dei sistemi di massa galattica come la Via Miky, Andromeda e Centaurus A mostrano prove di movimenti coerenti in misura maggiore rispetto alla maggior parte dei sistemi previsti dal modello cosmologico standard.
È una questione aperta se le correlazioni nelle orbite dei satelliti siano presenti in sistemi di masse diverse. Lo studio ha riportato un’analisi della cinematica delle galassie satellite attorno a massicci gruppi di galassie.
A differenza di quanto visto negli analoghi della Via Lattea, sono stati individuati un eccesso di coppie di satelliti diametralmente opposte che hanno spostamenti di velocità in linea di vista rispetto alla galassia centrale dello stesso segno.
Questo corrisponde a un rilevamento di 6,0 σ ( valore P = 9,9 × 10 −10 ) di movimenti satellitari non casuali. Tale eccesso è previsto da simulazioni cosmologiche aggiornate, ma l’entità dell’effetto è notevolmente inferiore rispetto alle osservazioni.
I dati osservativi sono discrepanti ai livelli di 4,1 σ e 3,6 σ con le aspettative delle simulazioni cosmologiche Millennium e Illustris TNG300, indicando potenzialmente che massicci gruppi di galassie si sono assemblati successivamente nell’Universo reale.
Il rilevamento delle correlazioni di velocità delle galassie satelliti e della tensione con le previsioni teoriche è sostanziale rispetto ai cambiamenti nella selezione dei campioni. Utilizzando il campione più grande, i risultati della ricerca hanno dimostrato che i movimenti delle galassie satelliti rappresentano una nuova visione rispetto all’attuale modello cosmologico.
Per comprendere l’età dell’Universo bisogna prima comprendere le dinamiche delle galassie lontane. Proprio come l’effetto Doppler nel suono, in cui i rumori provenienti da una fonte in avvicinamento sembrano più acuti e quelli provenienti da una fonte che si allontana sembrano più bassi, anche la luce subisce spostamenti di frequenza. In questo contesto, uno spostamento verso il rosso indica un corpo celeste che si allontana da noi. Più la galassia è distante, più pronunciato diventa questo spostamento verso il rosso.
Storicamente, un’ipotesi nota come teoria della “tired light” ha suggerito che la luce perde energia durante i suoi lunghi viaggi cosmici, portando allo spostamento verso il rosso. Tuttavia, poiché non è riuscita a spiegare numerose osservazioni, questa teoria fu in gran parte respinta.
Il vero punto di svolta nella comprensione dello spostamento verso il rosso è stata la realizzazione del ruolo dell’effetto Doppler in esso. Galassie distinte che si allontanano da noi a velocità direttamente proporzionali alla loro distanza suggeriscono un Universo in continua espansione.
Questa comprensione si è consolidata nel 1964, quando Arno Penzias e Robert Wilson dei Bell Labs si sono imbattuti nella radiazione cosmica di fondo a microonde, una scoperta che ha screditato ulteriormente il modello dello “stato stazionario” e invece ha dato credito alla teoria dell’Universo in espansione.
“Ho tentato di sposare il modello convenzionale del big bang con la teoria della luce stanca, sperando di tenere conto sia delle supernovae che dei dati JWST. Anche se questo ha ampliato l’età del nostro Universo a 19,3 miliardi di anni, non è riuscito a tenere conto interamente dei dati JWST“, ha spiegato Rajendra Gupta dell’Università di Ottawa.
In un altro approccio, stimare l’età dell’Universo implica analizzare le stelle più antiche negli ammassi globulari della nostra galassia, presupponendo che tutte le galassie abbiano iniziato la formazione simultaneamente. Tuttavia, alcune stelle, come Matusalemme, ritenute le più antiche della galassia, hanno sfidato questa affermazione con la loro età calcolata che supera i 13,8 miliardi di anni universalmente accettati.
