Una porzione di una nuova immagine della luce più antica dell'universo scattata dall'ACT. Questa parte copre una sezione del cielo 50 volte la larghezza della luna, che rappresenta una regione dello spazio di 20 miliardi di anni luce di diametro. La luce, emesso 380, 000 anni dopo il Big Bang, varia nella polarizzazione (rappresentata da colori più rossi o più blu). Gli astrofisici hanno usato la distanza tra queste variazioni per calcolare una nuova stima dell'età dell'universo. Credito:ACT Collaboration
Quanti anni ha l'universo? Gli astrofisici dibattono su questa domanda da decenni. Negli ultimi anni, nuove misurazioni scientifiche hanno suggerito che l'universo potrebbe essere centinaia di milioni di anni più giovane della sua età precedentemente stimata di circa 13,8 miliardi di anni. Ora una nuova ricerca pubblicata in una serie di articoli da un team internazionale di astrofisici, tra cui Neelima Sehgal, dottorato di ricerca, dalla Stony Brook University, suggeriscono che l'universo ha circa 13,8 miliardi di anni. Utilizzando le osservazioni dell'Atacama Cosmology Telescope (ACT) in Cile, i loro risultati corrispondono alle misurazioni dei dati del satellite Planck della stessa luce antica.
Il team di ricerca ACT è una collaborazione internazionale di scienziati di 41 istituzioni in sette paesi. Il team di Stony Brook del Dipartimento di Fisica e Astronomia del College of Arts and Sciences, guidato dal professor Sehgal, svolge un ruolo essenziale nell'analisi del fondo cosmico a microonde (CMB), la luce residua del Big Bang.
"Nel lavoro condotto da Stony Brook stiamo riportando la 'foto del bambino' dell'universo alla sua condizione originale, eliminando l'usura del tempo e dello spazio che distorceva l'immagine, " spiega il professor Sehgal, un coautore sui giornali. "Solo vedendo questa foto del bambino più nitida o l'immagine dell'universo, possiamo comprendere più pienamente come è nato il nostro universo."
Ottenere la migliore immagine dell'universo infantile, spiega il professor Sehgal, aiuta gli scienziati a comprendere meglio le origini dell'universo, come siamo arrivati al punto in cui siamo sulla Terra, le galassie, dove stiamo andando, come l'universo può finire, e quando tale fine può verificarsi.
Il team di ACT stima l'età dell'universo misurando la sua luce più antica. Altri gruppi scientifici effettuano misurazioni delle galassie per fare stime sull'età dell'universo.
L'Atacama Cosmology Telescope (ACT) misura la luce più antica dell'universo, noto come sfondo cosmico a microonde. Utilizzando tali misure, gli scienziati possono calcolare l'età dell'universo. Credito:Debra Kellner
La nuova stima ACT sull'età dell'universo corrisponde a quella fornita dal modello standard dell'universo e dalle misurazioni della stessa luce effettuate dal satellite Planck. Questo aggiunge una nuova svolta a un dibattito in corso nella comunità degli astrofisici, dice Simone Aiola, primo autore di uno dei nuovi articoli sui risultati.
"Ora abbiamo trovato una risposta in cui Planck e ACT concordano, "dice Aiola, un ricercatore presso il Centro per l'astrofisica computazionale del Flatiron Institute di New York City. "Parla del fatto che queste misurazioni difficili sono affidabili".
Nel 2019, un gruppo di ricerca che misura i movimenti delle galassie ha calcolato che l'universo è centinaia di milioni di anni più giovane di quanto previsto dal team di Planck. Questa discrepanza ha suggerito che potrebbe essere necessario un nuovo modello per l'universo e ha suscitato preoccupazioni sul fatto che una delle serie di misurazioni potesse essere errata.
L'età dell'universo rivela anche quanto velocemente si sta espandendo il cosmo, un numero quantificato dalla costante di Hubble. Le misurazioni ACT suggeriscono una costante di Hubble di 67,6 chilometri al secondo per megaparsec. Ciò significa che un oggetto a 1 megaparsec (circa 3,26 milioni di anni luce) dalla Terra si sta allontanando da noi a 67,6 chilometri al secondo a causa dell'espansione dell'universo. Questo risultato concorda quasi esattamente con la precedente stima di 67,4 chilometri al secondo per megaparsec del team satellitare di Planck, ma è più lento dei 74 chilometri al secondo per megaparsec dedotti dalle misurazioni delle galassie.
"Non avevo una particolare preferenza per nessun valore specifico:sarebbe stato interessante in un modo o nell'altro, " dice Steve Choi della Cornell University, primo autore di un altro articolo. "Troviamo un tasso di espansione che corrisponde alla stima del team del satellite Planck. Questo ci dà più fiducia nelle misurazioni della luce più antica dell'universo".
Mentre ACT continua a fare osservazioni, gli astronomi avranno un'immagine ancora più chiara della CMB e un'idea più precisa di quanto tempo fa è iniziato il cosmo. Il team ACT esaminerà anche quelle osservazioni alla ricerca di segni di fisica che non si adattano al modello cosmologico standard. Una fisica così strana potrebbe risolvere il disaccordo tra le previsioni sull'età e il tasso di espansione dell'universo derivanti dalle misurazioni del CMB e dai moti delle galassie.
