De la descoperirea deplasarii spre rosu a luminii ce provine de la galaxii indepartate, legata de expansiunea Universului, de catre Hubble in 1929 stim ca Universul, cel putin cel pe care-l observam la ora actuala si din care facem parte, nu a existat dintotdeauna, ci a luat nastere in urma unui eveniment pe care oamenii de stiinta l-au numit Big Bang – insa despre care la ora actuala nu stim mai nimic. Cand a avut deci loc acest Big Bang, care este varsta Universului?

Pentru a raspunde la aceasta intrebare trebuie sa masuram asa-numita constanta a lui Hubble – adica rata de expansiune a Universului, cea care extrapolata inapoi in timp ne arata cand toata materia ar fi fost concentrata intr-un punct – timpul care a trecut de atunci este varsta Universului nostru.

Nu este insa usor de masurat constanta lui Hubble, ba mai mult, masuratori care folosesc metode diferite nu dau acelasi rezultat, ceea ce la ora actuala reprezinta un adevarat mister in cosmologie si in fizica.

Un nou studiu publicat recent in revista The Astronomical Journal, condus de o echipa de cercetatori de la Universitatea din Oregon, a reusit sa evalueze constanta lui Hubble aplicand o noua metoda, care se bazeaza pe masuratori de precizie ale distantelor la care se afla fata de noi 50 de galaxii. Aceste distante au fost folosite intr-un algoritm care a fost ulterior aplicat asupra altor 95 de galaxii pentru a determina distantele acestora si, ulterior, cu deplasarea spre rosu a acestora s-a calculat constanta lui Hubble.

Pentru a reusi aceasta performanta cercetatorii au folosit asa-numita formula Tully-Fisher, o relatie empirica care se aplica in cazul galaxiilor spirale si care leaga intre ele luminozitatea intrinseca a galaxiei si asa-numita largime a distributiei vitezelor. Aceasta din urma este data de diferenta intre viteza minima si viteza maxima a stelelor din galaxie fata de centrul galaxiei.

Folosind deci aceasta relatie empirica, cercetatorii au reusit sa determine o valoare pentru constanta lui Hubble de 75.1 km/s/Mpc (adica kilometri pe secunda pe Megaparsec; persecul fiind o unitate de distanta astronomica echivalenta cu circa 3.26 ani lumina) cu o eroare de 2.3 km.s/Mpc.

Tinand cont de eroarea acestei masuratori valori ale ale constantei lui Hubble mai mici de 70 km/s/Mpc sunt excluse cu un confidence level de 95%. In acelasi timp, pe baza acestei valori varsta Universului ar fi de „doar” 12.6 miliarde de ani, ceea ce intinereste Universul cu aproape 1.2 miliarde de ani, considerand ca la ora actuala varsta Universului acceptata de astronomi pe baza masuratorilor antecedente este de 13.77 miliarde de ani.

Totul deci clar? Avem o noua valoare a varstei Universului pe care ne putem baza de acum inainte? Nu – intrucat exista o alta metoda pentru determinarea constantei lui Hubble care duce la un rezultat diferit! Este vorba despre o metoda care determina constanta lui Hubble pe baza amprentelor care pot fi masurate in radiatia de microunde de fond a Universului (CMB).

Variatiuni in temperatura acestei radiatii pot fi foliste pentru a determina constanta lui Hubble – valoarea care se obtine in acest caz fiind de circa 67 km/s/Mpc, deci mai mica de 70 km/s/Mpc – limita inferioara obtinuta pe baza masuratorilor astronomice a deplasarii spre rosu a galaxiilor.

Varsta Universului este deci undeva intre 12 si 14.5 miliarde de ani; ba mai mult, avem un adevarat mister al constantei lui Hubble – care ar putea fi legat de o noua fizica, de fenomene pe care inca nu le-am inteles, sau de eventuale erori facute in procesul de a extrage aceasta valoare; vom vedem in urmatorii ani cum va evolua acest interesant mister!

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.