Universul nostru a luat naştere acum circa 13.8 miliarde de ani. De atunci este în expansiune. Ba mai mult, expansiunea este accelerată. Care este însă viteză de expansiune a Universului? Există mai multe metode pentru a o măsură. Iată însă că rezultatele cele mai precise obţinute aplicând două metode diferite nu concordă între ele.
Cercetătorii caută să dezlege această enigmă.
De când în 1928 Hubble a demonstrat expansiunea Universului, puţini sunt cei care nu cred în teoria Big Bangului. Această susţine că Universul nostru a luat naştere acum circa 13.8 miliarde de ani. La început Universul era alcătuit dintr-o „supă” de particule extrem de caldă (quark-gluon plasmă), care, pe măsură ce Universul evolua, se răcea generând într-un final structurile pe care le vedem astăzi, precum galaxiile, stelele, planetele şi....noi. Expansiunea Universului a fosr verificată prin măsurători ale obiectelor atât apropiate cât şi îndepărtate faţă de noi (stele şi galaxii). Acestea se indeparteaz faţă de noi, ceea ce este exlpicat tocmai prin expansiunea menţionată. Care este însă viteză de expansiune a Universului? Această poate fi măsurată prin mai multe metode. Una dintre acestea este observarea aşa-numitelor „lumânări standard” (adică stele care au o structura şi o luminozitate bine cunoscută), care a fost efectuată în mod extrem de precis cu ajutorul telescopului spaţial Hubble. O altă metodă este observarea radiaţiei cosmice de microunde de fond, radiaţie care a luat naştere când Universul avea circa 380.000 de ani atunci când radiaţia s-a decuplat de matere. Observarea acestei radiaţii, efectuate cu ajutorul observatorului Planck al Agenţiei Spaţiale Europene, ne permite determinarea vitezei de expansiune a Universului în mod independent faţă de măsurătoarea efectuată cu telescopul Hubble. Un grup de cercetători coordonat de către Adam Reiss, cel care a descoperit energia întunecată în 1998, a analizat două tipuri de „lumânări standard” în 18 galaxii, folosind sute de ore de observaţii efectuate de către telescopul spaţial Hubble. Rezultatul acestui studiu, publicat recet pe arXiv, este măsurarea vitezei de expansiune a Universului cu o precizie de circa 2.4%. Rezultatul acesta a fost comparat cu cel obţinut din analiză datelor măsurate cu ajutorul observatorului Plank. Nu mică a fost mirarea cercetătorilor când au constatat că cele două rezultate sunt diferite: telescopul Hubble a determinat o viteză de expansiune cu 8% mai mare decât cea prevăzută pe baza datelor de la Planck. Dacă într-adevăr acest rezultat va fi confirmat va trebui găsită o explicaţie: care este adevărată viteză de expansiune a Universului şi ce anume o determina? La ora actuală se crede că expansiunea Universului este determinată de relaţia dintre materie (în mare parte materie întunecată) şi energia întunecată. Este deci posibil că materia şi energia întunecată să evolueze în timp şi raportul dintre ele să se schimbe de-a lungul evoluţiei Universului. La ora actuală însă nu ştim din ce sunt compuse acestea şi este greu de găsit o explicaţie care să convingă toată comunitatea ştiinţifică. O explicaţie oarecum mai simplă ar fi cum că aşa-numitele „lumânări standard” nu sunt chiar aşa de....standard pe cum credem. Adică stelele folosite că etalon pentru măsurarea vitezei de expansiune a Universului ar putea genera erori de care nu suntem conştienţi. Din acest motiv grupul de cercetători de la Universitatea din Chicago condus de Wendy Freedman încearcă să găsească alte metode pentru a măsură expansiunea Universului – bazate pe diverse tipologii de stele, tocmai pentru a avea o comparaţie între mai multe metode. O altă posibilă explicaţie este legată de energia întunecată – această ar putea evolua şi, dacă cu trecerea timpului ar fi devenit mai „puterica”, acest fapt ar fi în acord cu rezultatele măsurate de către telescopul Hubble. Evoluţia Universului nostru este fascinantă; faptul că la ora actuală avem posibilitatea de a efectua mai multe măsurători care să ne spună cum a evoluat Universul de-a lungul timpului ne va ajută să înţelegem compoziţia acestuia şi, într-un viitor sperăm cu toţii nu prea îndepărtat, să identificăm sursele materiei şi energiei întunecate. Atunci vom avea inclusiv o idee nu doar despre cum am ajuns de la Big Bang aici, ci şi despre cum va evolua în viitor Universul nostru.
Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro
Recomandările noastre
