Gli astronomi sono vicini alla soluzione di uno dei più grandi enigmi della cosmologia: la discrepanza nella velocità con cui l’universo si sta espandendo. Due studi recenti suggeriscono che il tasso di espansione nel nostro vicinato cosmico potrebbe essere più lento di quanto si pensasse in precedenza, allentando potenzialmente la cosiddetta “tensione di Hubble”. Questa tensione nasce perché diversi metodi di misurazione producono valori contrastanti per la costante di Hubble – la velocità con cui l’universo si espande – e risolverli potrebbe significare che la nostra comprensione del cosmo è incompleta.
La costante di Hubble: un metro di paragone cosmico
La costante di Hubble, dal nome di Edwin Hubble, quantifica l’espansione dell’universo. Tuttavia, le osservazioni dell’universo vicino utilizzando metodi come le supernove di tipo Ia danno un valore più elevato (circa 73 km/s/Mpc) rispetto a quelli derivati dallo studio del fondo cosmico a microonde (CMB) – il bagliore residuo del Big Bang (circa 68 km/s/Mpc). Questa discrepanza non è solo un piccolo disaccordo; suggerisce una lacuna fondamentale nella nostra comprensione della composizione e dell’evoluzione dell’universo.
Un nuovo approccio: Galaxy Group Dynamics
L’ultima ricerca offre un terzo modo indipendente per misurare l’espansione. Invece di fare affidamento sulle supernove o sulla CMB, gli scienziati hanno analizzato il movimento delle galassie all’interno di due gruppi vicini: Centaurus A e M81. Questi gruppi sono intrappolati in un tiro alla fune tra la gravità (che unisce le galassie) e l’espansione dello spazio (che le allontana). Studiando questi movimenti, i ricercatori possono dedurre il tasso di espansione locale.
Entrambi gli studi hanno rilevato una costante di Hubble di circa 64 km/s/Mpc, più vicina al valore derivato dalla CMB rispetto alle precedenti misurazioni locali. Ciò suggerisce che la tensione potrebbe derivare da errori di misurazione piuttosto che da mancanze fisiche.
Materia oscura e aloni: ripensare le strutture cosmiche
I risultati mettono anche in discussione le ipotesi sulla distribuzione della materia oscura. Le simulazioni prevedono che i gruppi di galassie siano incorporati in massicci aloni di materia oscura, esercitando una forte influenza gravitazionale. Tuttavia, i nuovi dati implicano che questi aloni potrebbero non essere così dominanti come si pensava in precedenza. I movimenti osservati suggeriscono che la maggior parte dell’effetto gravitazionale è imputabile alle galassie centrali e luminose all’interno di questi gruppi, piuttosto che all’alone di materia oscura circostante.
Cosa significa questo per il futuro
Il gruppo di ricerca ha scoperto che le due galassie più grandi del gruppo Centaurus A, Centaurus A e M83, si comportano come un sistema binario. Già si sapeva che il gruppo M81 aveva una struttura binaria (M81 e M82). Anche l’orientamento di questi gruppi gioca un ruolo, con il gruppo M81 inclinato di 34 gradi rispetto all’ambiente circostante.
“Questo metodo potrebbe significare che non abbiamo bisogno di aggiungere nuovi ingredienti alla nostra ricetta cosmica. Potremmo essere in grado di risolvere la tensione con gli strumenti che già abbiamo.”
Sebbene promettente, questa tecnica è stata applicata solo a due gruppi di galassie. Sono necessarie ulteriori indagini. Le future osservazioni da telescopi come il Multi-Object Spectroscopic Telescope da 4 metri (4MOST) espanderanno questo studio a una regione più ampia dell’universo, consolidando potenzialmente questi risultati e perfezionando la nostra comprensione della costante di Hubble.
In conclusione, queste nuove misurazioni offrono una soluzione potenzialmente più semplice alla tensione di Hubble, una soluzione che non richiede necessariamente il ricorso a una nuova fisica esotica. L’universo potrebbe espandersi più lentamente di quanto pensassimo e i nostri modelli attuali potrebbero essere più vicini al completamento di quanto si credesse in precedenza.
