L’Universo è più vecchio di quanto si pensasse?

In una scoperta rivoluzionaria, il James Webb Space Telescope (JWST) ha presentato dati che mettono in discussione direttamente la nostra attuale comprensione dell’Universo.

Per anni, i cosmologi hanno fissato la sua età a circa 13,8 miliardi di anni. Tuttavia, le nuove scoperte del JWST hanno rivelato che questa potrebbe essere una grande sottostima.

Come ha fatto un telescopio a sconvolgere una convinzione così radicata?

Quanto è realmente vecchio l’Universo?

I segreti dell’Universo sono vasti, ma nessuno è stato così enigmatico come la presenza delle “galassie primordiali impossibili“, così chiamate per i loro peculiari periodi di formazione.

Secondo i modelli esistenti, queste galassie, emerse durante l’alba cosmica, circa 500-800 milioni di anni dopo il big bang, non avrebbero dovuto sviluppare dischi e rigonfiamenti così rapidamente: “È come vedere un bambino con la saggezza di un ottuagenario“, ha affermato un ricercatore, spiegando il paradosso.

Le giovani galassie sembrano aver subito vasti periodi di evoluzione. A complicare ulteriormente il quadro, alcune galassie più piccole sembrano avere una massa maggiore rispetto alle loro controparti più grandi, andando contro la saggezza convenzionale.

Lo studio

Per comprendere l’età dell’Universo, bisogna prima comprendere il concetto di redshift nella luce emessa dalle galassie lontane. Proprio come l’ effetto Doppler nel suono, in cui i rumori provenienti da una sorgente in avvicinamento sembrano più acuti e quelli provenienti da una sorgente in allontanamento sembrano più gravi, 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 questo spostamento verso il rosso diventa pronunciato.

Storicamente, un’ipotesi nota come teoria della “luce stanca” ha indicato che la luce perde energia durante i suoi lunghi viaggi cosmici, portando allo spostamento verso il rosso. Poiché non è riuscita a spiegare numerose osservazioni, questa teoria è stata ampiamente accantonata.

Il vero punto di svolta nella comprensione del redshift è stata la consapevolezza del ruolo dell’effetto Doppler in esso. Galassie distinte che si allontanano da noi a velocità direttamente proporzionali alla loro distanza hanno rivelato un Universo in continua espansione.

Questa comprensione di 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 ha dato credito alla teoria dell’Universo in espansione.

L’età dell’Universo dipende in larga misura dal suo tasso di espansione. I dati del lancio del telescopio spaziale Hubble degli anni ’90 hanno visto stime che vanno da 7 miliardi a 20 miliardi di anni. Solo in seguito si è raggiunto un consenso, che ha posto l’età a 13,8 miliardi di anni.

Sebbene studi precedenti abbiano tentato di affrontare l’enigma delle “galassie impossibili” utilizzando il modello della “luce stanca“, hanno avuto in gran parte successo, spesso non riuscendo a spiegare altri fenomeni cosmici come lo spostamento verso il rosso delle supernovae.

“Ho tentato di unire il modello convenzionale del big bang con la teoria della luce stanca, sperando di spiegare sia le supernovae che i dati JWST. Mentre questo ha ampliato l’età del nostro universo a 19,3 miliardi di anni, non è riuscito a spiegare del tutto i dati JWST“, ha spiegato Rajendra Gupta dell’Università di Ottawa.

Combinando la teoria della luce stanca con un modello cosmologico in evoluzione basato sulle costanti di accoppiamento in evoluzione (proposto dal fisico britannico Paul Dirac nel 1937) si sono ottenuti risultati migliori. Questo nuovo modello ibrido ha tenuto conto delle osservazioni del JWST e ha fatto aumentare l’età dell’Universo a ben 26,7 miliardi di anni.

Conclusioni

Molti nella comunità astronomica hanno cercato di attenersi al modello del big bang, tentando spiegazioni che condensano le linee temporali o postulano un rapido accumulo di massa nei buchi neri. Eppure, la tendenza sembra cambiare.

Mentre i dati JWST continuano a mettere in discussione lo status quo cosmologico, la comunità scientifica si sta orientando verso l’adozione di una nuova fisica. Sebbene queste scoperte abbiano scosso convinzioni fondamentali, promettono anche un futuro in cui la nostra comprensione dell’Universo sarà più profonda e meno radicale.

Lo studio è stato pubblicato sul Royal Astronomical Society.