Un nuovo metodo per calcolare la costante di Hubble

La misurazione precisa della costante di Hubble è una sfida che divide gli astronomi da oltre 50 anni.
Finora gli astronomi hanno adottato due approcci per valutare il valore della costante. Un metodo usa oggetti di luminosità nota, chiamati candele standard, come le stelle variabili Cefeidi. Gli astronomi misurano il redshift di queste stelle, ovvero quanto la loro luce si è spostata verso il rosso nello spettro elettromagnetico.

Misurando il redshift di una stella distante, gli astronomi possono calcolare quanto velocemente si allontana dalla Terra. Quando combinano quell’informazione con la sua distanza, ottengono un valore per la costante di Hubble. Il secondo metodo si basa sulla radiazione cosmica di fondo, il residuo fossile del Big Bang che permea tutto lo spazio profondo.

In questo caso si misurano, grazie al telescopio Planck, le variazioni di temperatura nel fondo cosmico che poi vengono inserite nel modello cosmologico del Big Bang ottenendo la misurazione della costante di Hubble. Peccato che questi due metodi forniscano risultati diversi. I calcoli con il redshift ottengono un valore di circa 73 (in unità di chilometri per secondo per megaparsec); le stime del fondo cosmico a microonde sono più vicine a 68.

Inizialmente si è pensato che questa sensibile discrepanza potesse dipendere da errori nella formulazione dei calcoli ma nonostante uno strenuo impegno non sono stati riscontrati errori che giustificassero risultati tanto diversi.

SI è pensato allora che questo sensibile scostamento potesse dipendere dalla differenza tra la costante di Hubble alla distanza che sta guardando Planck, l’universo remoto lontano, e quella del metodo delle candele standard, che è l’universo vicino e recente. Certo, gli scienziati sanno già che l’espansione dell’universo sta accelerando: anche se non sanno esattamente perché, chiamano la misteriosa causa “energia oscura”.

Recentemente utilizzando i dati delle onde gravitazionali provenienti dalla fusione di due buchi neri
e i dati di redshift ottenuti da uno delle più ambiziose ricognizioni del cielo mai effettuate, i ricercatori hanno sviluppato un modo nuovo per calcolare la costante di Hubble, e lo hanno descritto in uno studio inviato alle “Astrophysical Journal Letters” e pubblicato sul sito web di preprint arXiv il 6 gennaio scorso.

Lo studio riporta un valore per la costante di 75,2 , anche se con un ampio margine di errore (+39,5, -32,4, il che significa che il numero effettivo potrebbe variare fino a 114,7 o scendere a 42,8). Questo grandissimo margine di incertezza dipende secondo i ricercatori dal fatto che il calcolo proviene da una singola misurazione di onde gravitazionali, quindi non aiuta ancora a chiarire la tensione tra i due metodi di calcolo originali. Ma in linea di principio, la tecnica è rivoluzionaria.

C’è un fondato ottimismo che quando si renderanno possibili ulteriori rilevazioni da parte di LIGO-VIRGO di onde gravitazionali questa forchetta si possa ridurre sensibilmente fornendo un valore della costante di Hubble più affidabilee contestualmente importanti indizi sull’evoluzione ed il destino dell’universo.