La terra, sistema solare, l'intera Via Lattea e le poche migliaia di galassie più vicine a noi si muovono in una vasta "bolla" del diametro di 250 milioni di anni luce, dove la densità media della materia è la metà di quella del resto dell'universo. È l'ipotesi avanzata da un fisico teorico dell'Università di Ginevra (UNIGE) per risolvere un enigma che divide la comunità scientifica da un decennio:a che velocità si espande l'universo? Fino ad ora, almeno due metodi di calcolo indipendenti sono arrivati ​​a due valori differenti di circa il 10% con uno scostamento statisticamente inconciliabile. Questo nuovo approccio, che è riportato sul giornale Lettere di fisica B , cancella questa divergenza senza far uso di alcuna "nuova fisica".

L'universo si è espanso da quando il Big Bang si è verificato 13,8 miliardi di anni fa, una proposta fatta per la prima volta dal canonico e fisico belga Georges Lemaître (1894-1966), e dimostrato per la prima volta da Edwin Hubble (1889-1953). L'astronomo americano scoprì nel 1929 che ogni galassia si sta allontanando da noi, e che le galassie più lontane si muovono più velocemente. Ciò suggerisce che c'è stato un tempo in passato in cui tutte le galassie si trovavano nello stesso punto, un tempo che non può che corrispondere al Big Bang. Questa ricerca ha dato origine alla legge Hubble-Lemaître, compresa la costante di Hubble (H0), che denota il tasso di espansione dell'universo. Le migliori stime di H0 attualmente si aggirano intorno a 70 (km/s)/Mpc (il che significa che l'universo si espande di 70 chilometri al secondo più velocemente ogni 3,26 milioni di anni luce). Il problema è che ci sono due metodi di calcolo contrastanti.

Supernove sporadiche

Il primo si basa sul fondo cosmico a microonde:questa è la radiazione a microonde che ci arriva da ogni parte, emessa nel momento in cui l'universo è diventato abbastanza freddo da permettere alla luce di circolare liberamente (circa 370, 000 anni dopo il Big Bang). Utilizzando i dati precisi forniti dalla missione spaziale Planck, e dato che l'universo è omogeneo e isotropo, si ottiene un valore di 67,4 per H0 utilizzando la teoria della relatività generale di Einstein per percorrere lo scenario. Il secondo metodo di calcolo si basa sulle supernovae che compaiono sporadicamente in galassie lontane. Questi eventi molto luminosi forniscono all'osservatore distanze molto precise, un approccio che ha permesso di determinare un valore per H0 pari a 74.

Lucas Lombriser, professore presso il Dipartimento di Fisica Teorica della Facoltà di Scienze dell'UNIGE, spiega:"Questi due valori hanno continuato a precisarsi per molti anni pur rimanendo diversi tra loro. Non ci è voluto molto per scatenare una polemica scientifica e persino per suscitare l'entusiasmante speranza che si trattasse forse di una "nuova fisica". '" Per ridurre il divario, Il professor Lombriser aveva l'idea che l'universo non fosse così omogeneo come affermato, un'ipotesi che può sembrare ovvia su scale relativamente modeste. Non c'è dubbio che la materia sia distribuita in modo diverso all'interno di una galassia rispetto a quella esterna. è più difficile, però, immaginare fluttuazioni nella densità media della materia calcolata su volumi migliaia di volte più grandi di una galassia.

La "bolla di Hubble"

"Se fossimo in una specie di gigantesca 'bolla, '" continua il professor Lombriser, "dove la densità della materia era significativamente inferiore alla densità nota per l'intero universo, avrebbe conseguenze sulle distanze delle supernove e, in definitiva, sulla determinazione di H0."

Tutto ciò che sarebbe necessario sarebbe che questa "bolla di Hubble" fosse abbastanza grande da includere la galassia che funge da riferimento per misurare le distanze. Stabilendo un diametro di 250 milioni di anni luce per questa bolla, il fisico calcolò che se la densità della materia all'interno fosse del 50% inferiore a quella del resto dell'universo, si otterrebbe un nuovo valore per la costante di Hubble, che sarebbe quindi d'accordo con quello ottenuto utilizzando il fondo cosmico a microonde. "La probabilità che ci sia una tale fluttuazione su questa scala è di uno su 20 a uno su 5, il che significa che non è la fantasia di un teorico. Ci sono molte regioni come la nostra nel vasto universo, " dice il professor Lombriser