Gli astronomi hanno appena effettuato una nuova misurazione della costante di Hubble, la velocità con cui l'universo si sta espandendo, e non si allinea del tutto con una stima diversa dello stesso numero. Questa discrepanza potrebbe suggerire una "nuova fisica" oltre il modello standard della cosmologia, secondo la squadra, che comprende fisici dell'Università della California, Davis, che ha fatto l'osservazione.

La costante di Hubble consente agli astronomi di misurare la scala e l'età dell'universo e misurare la distanza dagli oggetti più remoti che possiamo vedere, ha detto Chris Fassnacht, un professore di fisica all'UC Davis e membro della collaborazione internazionale H0LiCOW che ha svolto il lavoro.

Guidato da Sherry Suyu presso il Max Planck Institute for Astrophysics in Germania, il team H0LICOW ha utilizzato il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA e altri telescopi spaziali e terrestri, compresi i telescopi Keck alle Hawaii, osservare tre galassie e arrivare a una misurazione indipendente della costante di Hubble. Eduard Rusu, un ricercatore post-dottorato presso l'UC Davis, è il primo autore di uno dei cinque articoli che descrivono l'opera, in attesa di pubblicazione in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .

"La costante di Hubble è cruciale per l'astronomia moderna in quanto può aiutare a confermare o confutare se la nostra immagine dell'Universo, composta da energia oscura, materia oscura e materia normale, è in realtà corretto, o se ci manca qualcosa di fondamentale, " ha detto Suyu.

L'energia oscura è una forza misteriosa che costituisce circa i tre quarti dell'universo e guida l'espansione cosmica. La materia oscura costituisce circa un quarto dell'universo ed esercita un'attrazione gravitazionale sul visibile, materia e luce "normali".

Lenti gravitazionali Bend Light di Quasar

Gli astronomi di H0LiCOW hanno misurato la costante di Hubble sfruttando enormi galassie che agiscono come "lenti gravitazionali, "incurvare la luce da un oggetto ancora più distante.

Hanno studiato tre di queste galassie, ognuno dei quali sta piegando la luce da un quasar ancora più lontano, un oggetto cosmico la cui luminosità fluttua casualmente. In ogni caso la lente gravitazionale crea più immagini del quasar.

Poiché la massa non è distribuita uniformemente attraverso queste massicce galassie, alcune aree si piegano o rallentano la luce più di altre. Quindi la luce del quasar arriverà in tempi leggermente diversi a seconda del percorso che fa attraverso l'obiettivo, così come i conducenti che partono da una città all'altra nello stesso momento, ma viaggia per strade diverse, arriverà in tempi diversi. Analizzando quel "ritardo di traffico, " i ricercatori potrebbero arrivare a una cifra per Hubble Constant.

Il contributo di Rusu è stato quello di misurare la distribuzione della massa lungo la linea di vista dal quasar al telescopio. Altri membri del team hanno misurato il ritardo della luce, e la distribuzione della massa all'interno della galassia lensing.

"Queste tre cose ci permettono di ottenere una misura precisa della costante di Hubble, "Ha detto Fassnacht.

Suggerimento di nuova fisica

La stima della costante di Hubble da H0LiCOW, 71,9±2,7 chilometri al secondo per megaparsec, è preciso al 3,8 per cento. La figura è in stretto accordo con le misurazioni di altri astronomi basate su osservazioni di supernove, o di stelle variabili chiamate Cefeidi. Ma queste stime sono piuttosto diverse da quelle ottenute dal telescopio spaziale Planck, che misurava la radiazione dal fondo cosmico a microonde.

La misurazione di Planck si basa su alcune ipotesi, per esempio che l'universo è piatto, ha detto Fassnacht. O, la differenza potrebbe essere una fluttuazione statistica che scomparirà man mano che le stime miglioreranno, oppure potrebbe essere qualcosa di più eccitante.

"Se vedi ancora qualcosa quando le barre di errore si riducono, forse è una nuova fisica, oltre il Modello Standard della cosmologia, "Ha detto Fassnacht.

Il team di H0LiCOW prevede di ridurre quelle barre di errore eseguendo le stesse misurazioni per un massimo di 100 quasar lenti, ha detto Fassnacht.