Una possibile soluzione al mistero dell'espansione dell'Universo

Una possibile soluzione al mistero dell'espansione dell'Universo
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Abbiamo un problema con il rate di accelerazione dell'espansione dell'Universo. Nello specifico il problema si chiama costante di Hubble. Abbiamo due metodi principali per misurarla e danno dei risultati diversi. La soluzione potrebbe essere che la nostra galassia è in una "bolla" di densità più bassa rispetto al resto dell'Universo.

Per comprendere a pieno il problema dobbiamo descrivere i metodi con cui si misura la costante di Hubble: il primo basato sul fondo cosmico a microonde; il secondo sulle così dette "candele standard", cioè supernovae e stelle Cefeidi.

Il fondo cosmico a microonde (CMB) è una debole radiazione fossile, proveniente dal momento in cui l'Universo, raffreddandosi con l'espansione, è diventato trasparente alla luce. La CMB è stata mappata da numerosi satelliti e sappiamo che ci sono zone leggermente più calde e leggermente più fredde, che corrispondono a zone a densità più o meno alta nell'Universo iniziale. Questa può essere studiata per imparare qualcosa sulla storia dell'espansione dell'Universo, dalla formazione delle galassie alla geometria dello spazio-tempo; il calcolo della costante di Hubble, basato su queste informazioni, è pari a 67.4 Kilometri su secondo per megaparsec.

L'altro metodo coinvolge la misura della distanza di oggetti di cui possiamo conoscere la brillantezza, come le supernovae di tipo I o le variabili Cefeidi, stelle la cui luminosità varia e per le quali conosciamo la relazione tra brillantezza e frequenza delle pulsazioni. Misurando la distanza di questi oggetti possiamo ricavare la costante di Hubble, che risulta pari a 72.8 kilometri su secondo per megaparsec.

Il professor Lucas Lombriser, dell'Università di Ginevra, ha proposto una soluzione per spiegare questa discrepanza: la Via Lattea potrebbe essere immersa in una cavità a bassa densità nello spazio. Se teniamo conto di questa differenza di densità nelle nostre equazioni la discrepanza si riduce significativamente.

Il calcolo tramite le candele standard ha una debolezza; presuppone che la distribuzione di massa sia omogenea. Questa ipotesi può essere vera su larga scala ma non è assolutamente vera per l'Universo locale. Gli effetti dell'ambiente in cui siamo immersi potrebbero essere fondamentali, se la nostra galassia è immersa in una bolla a bassa densità, allora l'attrazione gravitazionale delle zone circostanti potrebbe aumentare l'accelerazione che misuriamo.

"Se siamo in una gigantesca bolla," dice Lombriser, "dove la densità di materia è significativamente più bassa di quella del resto dell'Universo, questo potrebbe avere conseguenze sulla distanza delle supernovae e di conseguenza sul calcolo della costante di Hubble."

L'espansione accelerata dell'Universo è un mistero che la fisica non è ancora riuscita a risolvere; la spiegazione più accettata coinvolge l'energia oscura ma molti scienziati non sono soddisfatti di questa spiegazione (alcuni hanno proposto che sia un effetto locale dovuto al moto della galassia). Speriamo che delle misura più precise della costante di Hubble possano aiutare a risolvere il problema.

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