Webb: confermata esistenza dei più grandi enigmi cosmologici

Webb: confermata esistenza dei più grandi enigmi cosmologici. Il JWST ha confermato che l’universo si sta espandendo molto più velocemente. L’Universo si sta espandendo. tuttavia, il tasso di espansione non è sempre lo stesso. Sembra che l’Universo si stia espandendo più rapidamente ora rispetto al passato. Il JWST ha fornito delle riposte sull’espansione dell’universo, ponendo così fine a questo enigma.

La legge di Hubble porta il nome di Edwin Hubble. L’astronomo ha confermato l’espansione, chiamata appunto costante di Hubble, e le ha attribuito un valore più preciso. La costante misura la rapidità con cui le galassie, che non sono legate gravitazionalmente, si allontanano l’una dall’altra. Il movimento degli oggetti, dovuto esclusivamente alla costante di Hubble, è chiamato flusso di Hubble.

Misurare la costante di Hubble significa misurare le distanze da oggetti molto lontani. Gli astronomi usano la scala delle distanze cosmiche (CDL) per farlo. Tuttavia, la scala ha un problema. Le CDL sono misure fondamentali che possono essere osservate direttamente. La misura della parallasse è la misura fondamentale più importante. Ma il metodo fallisce a grandi distanze. Gli astronomi, inoltre, usano candele standard, oggetti con luminosità intrinseca nota, come supernovae e variabili Cefeidi. Questi oggetti e le loro relazioni aiutano gli astronomi a misurare le distanze da altre galassie.

Webb e i problemi delle osservazioni

Esistono anche altri problemi che derivano dalle osservazioni. Il primo è che diversi telescopi e metodi producono diverse misurazioni della distanza. Il secondo è che le nostre misurazioni di distanze ed espansione non corrispondono al Modello Standard della Cosmologia, noto anche come modello Lambda Cold Dark Matter (LCDM). Questa discrepanza è chiamata tensione di Hubble.

La domanda fondamentale è se la discrepanza tra le misurazioni e l’LCDM può essere spiegata da differenze negli strumenti. Questa possibilità deve essere eliminata. La soluzione è prendere un grande set di misurazioni della distanza da un telescopio e confrontarle con un altro. Una nuova ricerca su The Astrophysical Journal ha affrontato il problema confrontando le misurazioni di Hubble con quelle di Webb.

Il telescopio spaziale Hubble, a partire dal 2022, ha raccolto il campione più numeroso di candele standard misurate in modo omogeneo. Gli astronomi nella ricerca hanno utilizzato il potente Webb per un controllo incrociato del lavoro di Hubble. Webb fornisce dei vantaggi tra cui offrire una risoluzione nel vicino infrarosso 2,5 volte superiori. Inoltre, è in grado di fornire un forte controllo incrociato delle distanze.

Webb e Hubble

Le osservazioni di entrambi i telescopi sono strettamente allineate. Questo significa sostanzialmente che si riduce al minimo l’errore strumentale come causa della discrepanza tra le osservazioni e il modello Lambda CDM. Le attuali misurazioni di Webb hanno già escluso distorsioni sistematiche dai primi gradini della scala delle distanze ad un livello molto più piccolo della tensione di Hubble. Questa ricerca ha coperto circa un terzo del set di dati di Hubble, con la distanza nota di una galassia chiamata NGC 4258 come punto di riferimento. Sebbene il set di dati fosse piccolo.

Adam Riess, autore principale dello studio, e i suoi co-ricercatori hanno ottenuto risultati incredibilmente precisi. Hanno dimostrato che le differenze di misurazione erano inferiori al 2%. Ciò è molto inferiore all’8%-9% nella discrepanza di tensione di Hubble. Il modello standard produce una velocità di espansione di circa 67-68 chilometri al secondo per megaparsec. Le osservazioni al telescopio producono una velocità leggermente superiore, tra i 70 e i 76 chilometri al secondo per megaparsec. Questo lavoro dimostra che la discrepanza non può essere dovuta ai diversi telescopi e metodi.

Conclusioni

L’autore principale Adam Riess ha spiegato che: “La discrepanza tra il tasso di espansione osservato dell’universo e le previsioni del modello standard suggerisce che la nostra comprensione dell’universo potrebbe essere incompleta. Con due telescopi di punta della NASA che ora confermano le rispettive scoperte, dobbiamo prendere molto seriamente questo problema, ossia della tensione di Hubble”.

Marc Kamionkowski, cosmologo della Johns Hopkins che ha contribuito a calcolare la costante di Hubble, ha recentemente sviluppato una possibile nuova spiegazione per la tensione. Sebbene non faccia parte di questa ricerca, l’ha commentata dicendo che: “Una possibile spiegazione per la tensione di Hubble potrebbe essere la mancanza di qualcosa nella nostra comprensione dell’universo primordiale, come una nuova componente della materia, l’energia oscura primordiale, che ha dato all’universo una spinta inaspettata dopo il big bang”. Marc Kamionkowski conclude spiegando che: “Ci sono anche altre idee, come le proprietà della materia oscura, particelle esotiche, massa degli elettroni variabile o campi magnetici primordiali che potrebbero fare al caso nostro”. Non ci resta che attendere altri studi.

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