Oamenii de știință au descoperit cu ajutorul telescopului Hubble o „încrețitură” misterioasă din expansiunea Universului

Măsurarea ritmului de expansiune a Universului a fost unul dintre principalele obiective ale Telescopului Spațial Hubble când a fost lansat în 1990.

În ultimii 30 de ani, observatorul spațial a ajutat oamenii de știință să descopere și să perfecționeze calculul acelei rate de accelerare – precum și să dezvăluie o „încrețitură” misterioasă pe care doar fizica nouă o poate afla, transmite CNN.

Surprinse în 37 de imagini de Telescopul Hubble între anii 2003-2021, aceste galaxii sunt gazde pentru variabile cefeide și supernove.

Hubble a observat mai mult de 40 de galaxii care includ stele ce pulsează precum și stele care explodează, numite supernove, pentru a măsura distanțe cosmice tot mai mari. Ambele fenomene ajută astronomii să marcheze distanțele astronomice la fel ca bornele kilometrice, care au arătat fenomenul expansiunii Universului.

În încercarea de a înțelege cât de repede se extinde, astronomii deja au făcut o descoperire neașteptată în 1998: „energia întunecată”. Acest fenomen acționează ca o forță de respingere misterioasă care accelerează rata de expandare.

Și mai există un element neașteptat: o diferență neexplicată între rata de expansiune a universului local față de cea a universului de la distanță care a apărut imediat după bing bang.

Oamenii de știință nu înțeleg discrepanța, însă recunosc că este ciudată și ar putea necesita o nouă fizică.

„Primești cea mai precisă măsurătoare a ratei de expansiune pentru Univers de la standardul de aur al telescoapelor și al bornelor cosmice”,

a spus laureatul Premiului Nobel Adam Riess de la Institutul Științific al Telescopului Spațial și profesor distins de la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore, într-un comunicat.

„Pentru asta a fost construit Telescopul Spațial Hubble, folosind cele mai bune tehnici pe care le știm pentru a face acest lucru. Aceasta este probabil magnum opus-ul Hubble-ului, deoarece ar dura încă 30 de ani din viața Hubble pentru ca măcar să dubleze această dimensiune a eșantionului”.

Decenii de observații

Telescopul a fost numit după astronomul pionier Edwin Hubble, care a descoperit în anii 1920 că norii aflați la mare distanță în Univers erau de fapt galaxii.

Hubble s-a bazat pe munca astronomului Henrietta Swan Leavitt privind descoperirea în 1912 a perioadelor de luminozitate a stelelor ce pulsează, numite variabile cefeide. Cefeidele acționează precum borne kilometrice cosmice care strălucesc și se sting periodic în galaxiile noastre dar și în altele.

Munca Hubble-ului a dus la descoperirea că galaxia noastră este una dintre multele, schimbând pentru totdeauna perspectiva noastră și locul nostru în Univers. Astronomul și-a continuat munca și a descoperit că galaxiile aflate la mare distanță par să se miște rapid, sugerând că trăim într-un univers aflat în expansiune care a început cu un big bang.

Descoperirea ratei de expansiune a Universului a ajutat la obținerea Premiului Nobel pentru Fizică din 2011, acordat lui Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt și Riess „pentru descoperirea expansiunii accelerate a Universului prin observarea supernovelor aflate la depărtare”.

O discrepanță nerezolvată

Măsurarea obiectelor îndepărtate a ceat o „scară a distanțelor cosmice” care poate ajuta oamenii de știință să estimeze mai bine vârsta universului și să înțeleagă fundația sa.

Mai multe echipe de astronomi ce folosesc telescopul Hubble au ajuns la o valoare constantă Hubble ce echivalează 73 plus sau minus 1 km pe secundă per megaparsec (1 megaparsec înseamnă 3,26 milioane de ani lumină).

„Constanta Hubble este un număr foarte special. Poate fi folosită pentru a țese din trecut până în prezent la un test de la un capăt la altul menit să ne ajute să înțelegem Universul. Aceasta a necesitat o muncă fenomenal de detaliată”, a spus Licia Verde, cosmolog la Instituția Catalană pentru Cercetare și Studii Avansate de la Institutul Științelor Cosmice – Universitatea Barcelona, într-un comunicat.

Însă actuala rată previzionată de extindere a Universului este mai înceată decât ce a observat telescopul Hubble, potrivit astronomilor care folosesc modelul cosmologic standard al Universului (o teorie ce sugerează componentele big-bangului) și măsurătorilor făcute de misiunea Planck a Agenției Spațiale Europene dintre 2009 și 2013.

Planck, un alt observator spațial, a fost folosit pentru a măsura fundalul microundelor cosmice sau radiația rămasă de la big bang acum 13,8 miliarde de ani în urmă.

Oamenii de știință a misiunii Planck au ajuns la constanta Hubble de 67,5 plus sau minus 0,5 km per secundă per megaparsec.

Telescopul Spațial James Webb, care a fost lansat în decembrie, va putea să observe bornele kilometrice într-o rezoluție mai bună și la o distanță mai mare, ce ar putea să contribuie la înțelegerea discrepanței dintre cele două numere.

Aceasta este o provocare captivantă pentru cosmologi care erau odată determinați să măsoare constanta Hubble – iar acum se găsesc în situația de a pune la îndoială ceea ce fizica suplimentară i-ar putea ajuta în descoperirea unui nou mister despre Univers.