NASA și paradoxul universului în expansiune. În funcție de locul în care privim, Universul se extinde în ritmuri diferite. Acum, oamenii de știință care folosesc telescoapele spațiale James Webb și Hubble au confirmat că observația nu se datorează unei erori de măsurare.

NASA și paradoxul universului în expansiune. Cea mai tulburătoare enigmă din întreaga fizică

Astronomii de la NASA au folosit telescoapele spațiale James Webb și Hubble pentru a confirma una dintre cele mai tulburătoare enigme din întreaga fizică. Se pare că universul se extinde cu viteze uimitor de diferite în funcție de locul în care privim.

Cunoscută sub numele de Tensiunea Hubble, teoria are potențialul de a modifica sau chiar de a răsturna complet cosmologia. În 2019, măsurătorile efectuate de telescopul spațial Hubble au confirmat că problema este reală. În 2023, măsurătorile și mai precise ale telescopului spațial James Webb (JWST) au arătat în mod clar diferențele.

Acum, o triplă verificare efectuată de ambele telescoape par să elimine complet posibilitatea oricărei erori de măsurare.

Studiul a fost publicat pe 6 februarie în Astrophysical Journal Letters

Studiul, publicat la 6 februarie în Astrophysical Journal Letters, sugerează că ar putea exista ceva greșit în înțelegerea noastră asupra universului:

„Cu erorile de măsurare excluse, rămâne este posibilitatea ca noi să fi înțeles greșit universul", a declarat Adam Riess.

Adam Riess, autorul principal al studiului, este profesor de fizică și astronomie la Universitatea Johns Hopkins.

Reiss, Saul Perlmutter și Brian P. Schmidt au câștigat premiul Nobel pentru fizică în 2011. Ei au descoperit în 1998 energia întunecată, forța misterioasă care stă la baza expansiunii accelerate a universului.

NASA și paradoxul universului în expansiune. În prezent, există două metode pentru calcularea constantei Hubble

Prima metodă implică analiza micilor fluctuații ale fondului cosmic de microunde (CMB). Aceasta este o rămășiță străveche a primei lumini a universului, produsă la doar 380.000 de ani după Big Bang.

Între 2009 și 2013, astronomii au cartografiat această mulțime de microunde. Au reușit acest lucru cu ajutorul satelitului Planck al Agenției Spațiale Europene pentru a deduce o constantă Hubble.

Cea de-a doua metodă folosește stelele pulsatorii numite variabile Cefeide. Stelele cefeide sunt pe moarte. Straturile lor exterioare de heliu cresc și se micșorează pe măsură ce absorb și eliberează radiații.

Pe măsură ce aceste stele cefeide devin mai strălucitoare, ele pulsează mai încet. Astfel, oferă astronomilor un mijloc de a le măsura luminozitatea absolută. Comparând această luminozitate cu luminozitatea lor observată, astronomii pot înlănțui Cefeidele într-o "scară a distanței cosmice" pentru a privi tot mai adânc în trecutul universului. Cu această scală, astronomii pot afla o cifră precisă a expansiunii sale, pornind de la modul în care lumina Cefeidelor a fost întinsă sau deplasată spre roșu.

De aici începe misterul

Conform măsurătorilor variabilelor Cefeide efectuate de Riess și colegii săi, rata de expansiune a universului este de aproximativ 74 km/s/Mpc: o valoare imposibil de ridicată în comparație cu măsurătorile lui Planck:

"Nu am numi-o o tensiune sau o problemă, ci mai degrabă o criză", a declarat David Gross, un astronom laureat al Premiului Nobel, în cadrul unei conferințe din 2019 la Institutul Kavli pentru Fizică Teoretică (KITP) din California.

Inițial, unii oameni de știință au crezut că această disparitate ar putea fi rezultatul unei erori de măsurare cauzate de amestecul Cefeidelor cu alte stele în deschiderea lui Hubble. Dar, în 2023, cercetătorii au folosit JWST, mai precis, pentru a confirma că, pentru primele câteva "trepte" ale scării cosmice, măsurătorile lor de pe Hubble au fost corecte. Cu toate acestea, a rămas totuși posibilitatea unei aglomerări mai îndepărtate în trecutul universului.

Pentru a rezolva această problemă, Riess și colegii săi s-au bazat pe măsurătorile lor anterioare, observând încă 1.000 de stele cefeide în cinci galaxii gazdă aflate la o distanță de până la 130 de milioane de ani-lumină de Pământ. După ce au comparat datele lor cu cele ale lui Hubble, astronomii au confirmat măsurătorile anterioare ale constantei Hubble.

”Acum am acoperit întreaga gamă a ceea ce a observat Hubble și putem exclude cu foarte mare încredere o eroare de măsurare ca fiind cauza tensiunii Hubble", a declarat Riess. "Combinația dintre Webb și Hubble ne oferă ce este mai bun din ambele lumi. Constatăm că măsurătorile Hubble rămân fiabile pe măsură ce urcăm mai departe pe scara distanței cosmice."