Misterul expansiunii universului probabil a fost soluționat

Pământul, sistemul solar, întreaga Calea Lactee şi cele câteva galaxii din cele mai apropiate de noi, se mişcă într-o vastă „bulă” care are un diametru de 250 milioane de ani-lumină, în care densitatea medie a materiei este pe jumătate mai mare decât în restul universului.

Aceasta este ipoteza lansată de un fizician teoretic de la Universitatea din Geneva (UNIGE), pentru a rezolva enigma ce dezbină comunitatea ştiinţifică timp de un deceniu:

Cu ce viteză se extinde universul?

Până acum, cel puțin două metode de calcul independente au ajuns la două valori ce diferă cu aproximativ 10%, cu o abatere ce statistic este incompatibilă.

Această nouă abordare, ce este reprezentată în revista Physics Letters B, elimină această divergenţă fără a folosi careva „fizică nouă”.

Vedeţi şi: 18 Cele mai mari întrebări şi fenomene din fizică rămase nesoluționate

Universul s-a extins începând cu Big Bang-ul în urmă cu 13,8 miliarde de ani în urmă — o teorie înaintată mai întâi de preotul şi fizicianul belgian Georges Lemaître (1894 – 1966) şi pentru prima dată demonstrată de Edwin Hubble (1889 – 1953).

Astronomul american a descoperit în anul 1929, că fiecare galaxie se îndepărtează de noi şi cu cât mai îndepărtate ele sunt de noi, cu atât mai repede se distanțează.

Vedeţi şi: Cât de mare este universul?

Acest lucru sugerează că a existat o perioadă în trecut , când toate galaxiile erau situate în același loc, perioadă care poate corespunde doar cu Big Bangul.

Vedeţi şi: Dovezile Marii Explozii – Big Bang au fost găsite

Această cercetare a dat naștere legii Hubble – Lemaître, inclusiv a constantei Hubble (H0), care denotă rata de expansiune a universului.

Cele mai bune estimări a H0 se situează în jurul valorii de 70 (km/s) Mpc (ceea ce înseamnă că universul se extinde cu 70 de kilometri pe secundă mai repede la fiecare 3,26 milioane de ani-lumină).

Problema e că există două metode conflictuale de calcul.

Supernovele sporadice

Prima se bazează pe radiaţia cosmică de fond:

Aceasta este radiația de microunde ce vine spre noi de pretutindeni, emisă la vremea când universul a devenit suficient de rece pentru ca lumina să poată circula liber (aproximativ 370 000 de ani după Big Bang).

Vedeţi şi: Ce dacă Big Bangul nu a fost la început? O nou studiu propune o alternativă

Utilizând datele precise furnizate de misiunea spaţială Planck şi având în vedere faptul că universul este omogen şi izotrop (are aceleași proprietăți fizice în toate direcțiile), se obține o valoare de 67,4 pentru H0, cu folosirea teoriei relativității generale a lui Einstein pentru a parcurge scenariul.

Vedeţi şi: Primul test de succes a relativității generale a lui Einstein lângă o gaură neagră

A doua metodă se bazează pe supernovele care apar sporadic în galaxiile îndepărtate.

Aceste evenimente foarte luminoase oferă observatorului distanţe extrem de precise, o abordare ce a permis determinarea unei valori pentru H0 de 74.

Vedeţi şi: Vedeţi cum o supernovă masivă a emis blocurile necesare pentru apariția vieții

Lucas Lombriser, profesor la Departamentul de fizică teoretică de la facultatea de științe UNIGE, explică (en):

„Aceste două valori au continuat să devie din ce în ce mai precise de-a lungul multor ani, rămânând diferite unele de altele.

Acest lucru nu a ezitat să stârnească o controversă științifică şi chiar să trezească o speranță emoționantă că avem de-a face cu o nouă fizică”.

Pentru a reduce decalajul, profesorul Lombriser a considerat ideea că universul nu este atât de omogen pe cât se pretinde , ipoteză care poate părea evidentă pe scări relativ modeste.

Nu există nici o îndoială că materia este distribuită diferit în interiorul unei galaxii decât în afara ei.

Cu toate acestea, este mult mai dificil să ne imaginăm fluctuații în densitatea medie a materiei, calculate pe volume de mii de ori mai mari decât a unei galaxii.

Vedeţi şi: Un tip straniu de materie ar putea fi ascuns în interiorul stelelor neutronice

„Balonul Hubble”

„Dacă noi am fi fost în interiorul unui fel de ‘bulă gigantică’ „, continuie profesorul Lombriser, „unde densitatea materiei este semnificativ mai mică decât densitatea cunoscută pentru întreg universul, aceasta ar avea consecințe asupra distanțelor supernovelor şi, respectiv, asupra determinării H0”.

Totul de ce ar fi fost necesar, e ca această „Bulă Hubble” să fie suficient de mare pentru a include galaxia care servește ca referință pentru măsurarea distanțelor.

Vedeţi şi: Aceste galaxii gigantice ascunse, ar putea rescrie zilele timpurii ale Universului

Prin stabilirea unui diametru de 250 milioane de ani lumină pentru această bulă, fizicianul a calculat că dacă densitatea materiei din interior ar fi cu 50% mai mică decât în restul universului, noua valoare obţinută pentru constanta Hubble ar coincide cu cea primită folosindu-se radiația cosmică de fond.

Posibilitatea că există o astfel de fluctuație la această scară este de la 1 la 20, la 1 la 5, ceea ce înseamnă că aceasta nu este doar o fantezie a unui teoretician.