Il telescopio spaziale James Webb (JWST) ha confermato i risultati di telescopi meno potenti riguardo alla velocità di espansione dell’universo. Questo, invece di risolvere i dibattiti sulla fisica, rende le cose più complicate, poiché le misurazioni precedenti contraddicono ciò che gli astronomi pensano dovrebbe accadere, basandosi sugli echi del Big Bang. Questo non significa che dobbiamo scartare la maggior parte di ciò che pensiamo di sapere sulla cosmologia, come alcuni articoli popolari affermano, ma lascia comunque un problema significativo da risolvere.
Gli astronomi hanno sviluppato diversi metodi per determinare la velocità di espansione dell’universo, una misurazione con importanti implicazioni sull’età e il futuro dell’universo. Inizialmente, queste misurazioni avevano un’ampia incertezza e, sebbene le previsioni principali fossero diverse, le barre di errore si sovrapponevano, quindi non c’era motivo di preoccuparsi troppo. Tuttavia, man mano che i nostri strumenti sono migliorati e il numero di fonti studiate è aumentato, le discrepanze non sono scomparse. Questo fenomeno è ora noto come “Tensione di Hubble”, un riferimento alla Costante di Hubble, il numero che definisce la relazione tra la distanza e la velocità di un oggetto lontano.
Il JWST è in grado di effettuare una delle misurazioni cruciali, ovvero la distanza delle galassie lontane, con una precisione maggiore rispetto a qualsiasi altro strumento. Gli astronomi speravano che questo potesse fornire una risposta più vicina a quella ottenuta in altri modi, risolvendo così la Tensione di Hubble. Tuttavia, il JWST ha confermato i risultati degli altri telescopi.
Secondo il professor Adam Riess della Johns Hopkins University, anche con i telescopi più potenti, le informazioni che gli astronomi cercano di ottenere appaiono così piccole che è difficile leggerle. Riess ha condiviso il Premio Nobel per la Fisica del 2011 per aver dimostrato che l’espansione dell’universo sta accelerando. Il “cartello” che i cosmologi vogliono leggere è un segnale di limite di velocità cosmico che ci dice quanto velocemente si sta espandendo l’universo, chiamato costante di Hubble. Questo segnale è scritto nelle stelle delle galassie lontane. La luminosità di alcune stelle di queste galassie ci permette di calcolare la loro distanza e lo spostamento verso il rosso delle galassie ci fornisce informazioni sull’espansione dell’universo.
Riess ha vinto il suo premio per aver contribuito a questa misurazione utilizzando le supernove di tipo Ia, ma questo richiede di aspettare che il tipo giusto di supernova esploda. Le stelle conosciute come variabili Cefeidi forniscono un’alternativa, essendo molto più abbondanti. La luminosità di una variabile Cefeide è legata al tasso con cui si espande e si contrae, fornendo una misurazione che può essere utilizzata per calcolare la loro distanza. Le variabili Cefeidi ci hanno dato la nostra prima intuizione sulla scala dell’universo, rivelando che le galassie lontane si trovano molto oltre la Via Lattea. Tuttavia, non essendo così luminose come le supernove, le variabili Cefeidi non possono essere viste nelle galassie più distanti. Tuttavia, a centinaia di milioni di anni luce di distanza, possono calibrare le misurazioni delle supernove, fornendo una maggiore precisione, ma solo se riusciamo a distinguerle dalle normali stelle vicine.
Il JWST opera a lunghezze d’onda in cui è più facile distinguere le variabili Cefeidi rispetto all’intervallo di Hubble. Riess e i suoi colleghi hanno utilizzato il JWST per misurare più di 320 Cefeidi, alcune nella galassia relativamente vicina NGC 4258 e in NGC 5584, che ha ospitato una recente supernova. Le loro misurazioni mostrano che la mancanza di fiducia nella precisione di Hubble era ingiustificata – stava misurando queste galassie in modo estremamente preciso. Tuttavia, ciò che i due telescopi spaziali hanno scoperto è completamente fuori sincrono con le previsioni basate sullo sfondo cosmico a microonde. La Tensione di Hubble rimane irrisolta.
Secondo Riess, la possibilità più eccitante è che la Tensione sia un indizio su qualcosa che ci manca nella nostra comprensione del cosmo. Potrebbe indicare la presenza di un’energia oscura esotica, di una materia oscura esotica, di una revisione della nostra comprensione della gravità o della presenza di una particella o un campo unico. Come se l’energia oscura e la materia oscura ordinarie non fossero già abbastanza misteriose.
In conclusione, la Tensione di Hubble rimane un problema significativo da risolvere e potrebbe indicare una nuova scoperta nella nostra comprensione dell’universo. Lo studio è stato accettato da The Astrophysical Journal e una versione preliminare è disponibile su ArXiv.org.
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