La Terra, il sistema solare, l’intera Via Lattea e le 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 la metà rispetto al resto dell’universo. (Immagine: NASA)

La terra, il sistema solare, l’intera via lattea e le migliaia di galassie vicine a noi si muovono dentro ad un’ immensa “bolla” di 250 milioni di anni luce di diametro. Qui la densità media della materia è pari alla metà rispetto al resto dell’universo. Questa l’ipotesi fornita da un fisico teorico dell’Università di Ginevra (UNIGE). Lo scopo è risolvere un enigma che per un decennio ha diviso la comunità scientifica: a quale velocità si espande l’universo?

Fino ad ora due metodi di calcolo indipendenti sono giunti a due valori diversi di circa il 10%, con una deviazione statisticamente inconciliabile. Tuttavia, il nuovo approccio, riportato nella rivista Physics Letters B, cancella tale divergenza senza ricorrere ad alcuna “nuova fisica”. Secondo la proposta fatta per la prima volta dal fisico belga Georges Lemaìtre (1894-1966) e dimostrata per primo da Edwin Hubble (1889-1953), il tempo lungo il quale l’universo si è espanso è di 13.8 bilioni di anni dal Big Bang.

universo

Fino ad ora almeno due metodi di calcolo indipendenti sono giunti a due valori diversi di circa il 10%, con una deviazione statisticamente inconciliabile. (Immagine:via pixabay/CC0 1.0)

Nel 1929 l’astronomo americano ha scoperto che ogni galassia si sta allontanando da noi e che le più distanti sono le più veloci. Ciò suggerisce che in passato ci fu un tempo nel quale erano situate nello stesso punto e quel periodo può corrispondere a nient’altro che il Big Bang. Tale ricerca ha dato origine alla legge di Hubble-Lemaitre, inclusa la costante di Hubble (HO), che indica il tasso di espansione dell’universo.

Le migliori stime H0 attualmente si aggirano intorno ai 70 (km/s)/Mpc (significa che l’universo si sta espandendo 70 km al secondo più velocemente ogni 3.26 milioni di anni luce). Il problema è che coesistono due sistemi di calcolo divergenti.

Supernove sporadiche

Il primo si basa sulla radiazione cosmica di fondo: questa giunge a noi da ogni luogo, venne emessa quando l’universo divenne abbastanza freddo da consentire alla luce di circolare liberamente (circa 370.000 anni dopo il Big Bang). Se per percorrere lo scenario si utilizza la teoria di Einstein della relatività generale il valore che si ottiene è di HO di 67.4. Questo tenendo conto dei dati precisi forniti dalla missione spaziale Planck e che l’universo è omogeneo e isotropico.

universo

È più difficile, tuttavia, immaginare fluttuazioni della densità media della materia calcolata su volumi migliaia di volte più grandi di una galassia. (Immagine: via pixabay / CC0 1.0)

Il secondo metodo di calcolo è basato sulle supernove che appaiono sporadicamente nelle galassie lontane.
Fenomeni così luminosi forniscono all’osservatore distanze molto precise, un approccio che ha permesso di determinare un valore di 74 HO. Lucas Lombriser, professore al Dipartimento di Fisica Teorica della Facoltà di Scienze dell’UNIGE, spiega:

“Per molti anni questi due valori sono diventati sempre più precisi 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 sostenuto l’idea che l’universo non è così omogeneo come affermato, ipotesi che su scale relativamente modeste può sembrare ovvia. Non ci sono dubbi che la materia sia distribuita in modo diverso all’ interno di una galassia, rispetto che all’esterno. Tuttavia è più difficile immaginare delle fluttuazioni sulla densità della materia calcolate su volumi migliaia di volte più grandi di una galassia.

La ‘Bolla di Hubble’

Il professore ha detto:

“Se ci trovassimo in una sorta di bolla gigantesca, in cui la densità della materia fosse significativamente minore della densità conosciuta dell’intero universo, questo avrebbe conseguenze sulle distanze delle supernove e, in definitiva, sul determinare i valori di HO”.

Sarebbe necessario che questa “bolla di Hubble” fosse abbastanza grande da includere la galassia che serve da riferimento per misurare le distanze. Stabilendo per la bolla un diametro di 250 milioni di anni luce, i fisici hanno calcolato che se la densità della materia all’interno fosse minore del 50% rispetto al resto dell’universo, si otterrebbe un nuovo valore per la costante di Hubble che sarebbe quindi in accordo con quello ottenuto usando la radiazione cosmica di fondo.

Egli ha inoltre aggiunto:

“La probabilità che ci sia una tale fluttuazione su questa scala va da 1 su 20 a 1 su 5, il che significa che non è solo la fantasia di un teorico. Ci sono molte regioni come la nostra nel vasto universo.”

Fornito da: Università di Ginevra.
[Nota: i materiali possono essere modificati per contenuto e lunghezza.]

Articolo in inglese: https://www.visiontimes.com/2020/03/24/solved-the-mystery-of-the-expansion-of-the-universe.html