Astronomii au efectuat cea mai precisă măsurătoare a vitezei de expansiune a Universului de până în prezent cu ajutorul telescopului spațial Hubble al NASA/Agenția Spațială Europeană (ESA-European Space Agency) și observatorului spațial Gaia al ESA.

Rezultatele, care au fost publicate în Astrophysical Journal, evidenţiază diferenţa dintre viteza de expansiune a Universului apropiat și cea a Universul îndepărtat, timpuriu, ceea ce sugerează că avem nevoie de o nouă fizică care să explice această constatare.

Oamenii de ştiinţă presupun că materia întunecată, energia întunecată sau chiar existenţa unor particule necunoscute în prezent s-ar putea număra printre posibilele explicaţii ale acestei discrepanțe între expansiunea măsurată a Universului apropiat şi expansiunea Universului îndepărtat.

Măsurarea expansiunii Universului

Utilizând telescoapele spaţiale Gaia şi Hubble, astronomii au efectuat cea mai precisă măsurătoare a vitezei de expansiune a Universului. Aceasta se calculează prin măsurarea distanțelor dintre galaxiile din apropiere cu ajutorul unor stele variabile, denumite cefeide, care sunt adevărate etaloane cosmice. Comparând luminozitatea lor intrinsecă, măsurată de telescopul Hubble, cu luminozitatea lor aparentă, aşa cum poate fi observată de pe Pământ, oamenii de știință pot calcula distanțele până la ele. Mai mult, telescopul Gaia a îmbunătățit precizia prin măsurarea geometrică a distanțelor până la cefeidele din galaxia Calea Lactee. Acest lucru le-a permis astronomilor să determine mai exact distanțele până la cefeidele din alte galaxii. Credit: NASA/ESA/A. Field, STScI.

„În urma noilor măsurători am constatat  o diferenţă mai mare între viteza de expansiune a Universului apropiat şi a celui îndepărtat, ceea ce confirmă o neconcordanţă între concepţia noastră privind Universul timpuriu şi cel actual.

În acest moment, în mod evident, nu mai putem vorbi de o eroare de măsură. Este ca și cum prezicem cât de mult poate creşte în înălţime un copil pe baza unei diagrame de creștere și apoi descoperim că adultul a depășit cu mult predicția inițială. Suntem extrem de surprinşi de rezultatele obţinute”, a declarat profesorul Adam Riess de la Space Telescope Science Institute şi Johns Hopkins University.

În anul 2005, profesorul Riess și membrii echipei Supernova H0 for the Equation of State (SHOES) şi-au propus să măsoare viteza de expansiune a Universului cu o mai mare precizie.

În următorii ani, prin perfecționarea tehnicilor de măsură, cercetătorii au reuşit să micşoreze incertitudinea măsurătorilor până la un nivel fără precedent.

În prezent, cu ajutorul telescoapelor spaţiale Hubble și Gaia, cercetătorii au micşorat incertitudinea măsurătorilor până la valoarea de doar 2,2%.

Valoarea măsurată a vitezei actuale de expansiune a Universului este de 73,5 km/s/megaparsec.

1 Mpc (megaparsec) =3.260.000 ani-lumină.

Cu toate acestea, rezultatele obţinute pe baza datelor de la telescopul spațial Planck al Agenţiei Spaţiale Europene au prezis că viteza actuală de expansiune a Universului ar fi de doar 67 km/s/megaparsec.

„Telescopul spaţial Planck a cartografiat radiaţia cosmică de fond care a luat naştere atunci când Universul avea o vârstă de 360.000 de ani, iar variaţiile de temperatură ale radiaţiei cosmice de fond faţă de temperatura ei medie de 2,7 Kelvin evidenţiază raportul dintre cantitatea de materie întunecată și de materie obişnuită, expansiunea Universului în acel moment și alți parametri cosmologici”, au declarat astronomii.

Aceste măsurători le-au permis oamenilor de știință să prezică modul cum a evoluat Universul timpuriu pentru a ajunge la viteza de expansiune pe care o putem măsura în prezent. Aceste predicții nu par să se potrivească cu noile măsurători ale expansiunii Universului apropiat.

„Noile date obţinute de la observatoarele spaţiale Hubble și Gaia nu se potrivesc cu datele privind radiaţia cosmică de fond obţinute în urma misiunii Planck”, a declarat Dr. George Efstathiou din cadrul Kavli Institute for Cosmology, care nu a fost implicat în noul studiu.

Sursă: Sci-News