La nuova ipotesi

La terra, il sistema solare, l’intera Via Lattea e le poche migliaia di galassie più vicine a noi si muovono in una vasta “bolla” che ha un diametro di 250 milioni di anni luce, dove la densità media della materia è grande la metà rispetto al resto dell’universo. Questa è l’ipotesi avanzata da un fisico teorico dell’Università di Ginevra (UNIGE) per risolvere un enigma che divide la comunità scientifica da un decennio: a che velocità si sta espandendo l’universo

Fino ad ora, almeno due metodi di calcolo indipendenti sono arrivati ​​a due valori diversi, di circa il 10%, con una deviazione statisticamente inconciliabile. Questo nuovo approccio, che è stato pubblicato sulla rivista Physics Letters B, cancella questa divergenza senza ricorrere ad alcuna “nuova fisica“.

L’universo si sta espandendo da quando il Big Bang si è verificato 13,8 miliardi di anni fa – una proposta fatta per la prima volta dal canonico e fisico belga Georges Lemaître (1894-1966), e dimostrata per la prima volta da Edwin Hubble (1889-1953). Nel 1929 l’astronomo americano scoprì che ogni galassia si stava allontanando da noi e che le galassie più distanti si stavano muovendo più rapidamente.

Ciò suggerisce che c’era un tempo in passato in cui tutte le galassie si trovavano nello stesso punto, un tempo che può corrispondere solo al Big Bang. Questa ricerca ha dato origine alla legge di Hubble-Lemaître, inclusa la costante di Hubble (H0 ), che indica il tasso di espansione dell’universo. Il miglior valore stimato attualmente si aggira intorno ai 70 (km / s) / Mpc (il che significa che l’universo si sta espandendo di 70 chilometri al secondo più rapidamente ogni 3,26 milioni di anni luce). Il problema è che esistono due metodi di calcolo contrastanti.

Supernovae sporadiche

Il primo si basa sul cosmic microwave background (fondo cosmico a microonde): questa è la radiazione a microonde che ci arriva da ogni parte, emessa nel momento in cui l’universo è diventato abbastanza freddo da consentire alla luce di circolare liberamente (circa 370.000 anni dopo il Big Bang). Utilizzando i dati precisi forniti dalla missione spaziale Planck e dato che l’universo è omogeneo e isotropico, si ottiene un valore di 67,4 per H0 usando la teoria della relatività generale di Einstein per percorrere lo scenario. 

Il secondo metodo di calcolo si basa sulle supernovae che appaiono sporadicamente in galassie distanti. Questi eventi molto luminosi forniscono all’osservatore distanze molto precise, un approccio che ha permesso di determinare un valore per H0 di 74.

Lucas Lombriser, professore presso il Dipartimento di Fisica teorica della Facoltà di Scienze dell’UNIGE, spiega: “Questi due valori hanno continuato a diventare più precisi nel corso degli anni pur rimanendo diversi l’uno dall’altro. Non ci è voluto molto per scatenare una controversia scientifica e persino per suscitare l’eccitante speranza che forse stessimo affrontando una nuova fisica”.

Per ridurre il divario, il professor Lombriser ha sviluppato l’idea che l’universo non è così omogeneo come affermato, un’ipotesi che può sembrare ovvia su scale relativamente modeste. Non c’è dubbio che la materia sia distribuita diversamente all’interno di una galassia rispetto a quella esterna. È più difficile, tuttavia, immaginare fluttuazioni della densità media della materia calcolata su volumi migliaia di volte più grandi di una galassia.

La “bolla di Hubble”

Se fossimo in una sorta di gigantesca bolla “, continua il professor Lombriser, “dove la densità della materia era significativamente inferiore alla densità nota per l’intero universo, avrebbe conseguenze sulle distanze delle supernovae e, in definitiva, sulla determinazione di H0“.

Tutto ciò che sarebbe necessario era che questa “bolla di Hubble” fosse abbastanza grande da includere la galassia che serve da riferimento per misurare le distanze. Stabilendo un diametro di 250 milioni di anni luce per questa bolla, il fisico ha calcolato che se la densità della materia all’interno fosse inferiore del 50% rispetto al resto dell’universo, si otterrebbe un nuovo valore per la costante di Hubble, che sarebbe quindi d’accordo con quello ottenuto usando il fondo cosmico a microonde. “La probabilità che ci sia una tale fluttuazione su questa scala è 1 su 20 a 1 su 5“, afferma il professor Lombriser, “il che significa che non è la fantasia di un teorico. Ci sono molte regioni come la nostra nel vasto universo“.

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