La nostra galassia è all'interno di un'enorme bolla dove c'è poca materia

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Potremmo vivere in una bolla. Ma questa non è certo la cosa più strana che hai sentito sul nostro universo. Ora, tra la miriade di teorie e ipotesi, ne è emersa un'altra. Il nuovo studio è un tentativo di risolvere uno dei misteri più difficili della fisica moderna: perché le nostre misurazioni del tasso di espansione dell'universo non hanno senso?

Secondo gli autori dell'articolo, la spiegazione più semplice è che la nostra galassia si trova in una regione a bassa densità dell'Universo, il che significa che la maggior parte dello spazio che possiamo vedere chiaramente attraverso i telescopi fa parte di una bolla gigante. E questa anomalia, scrivono i ricercatori, rischia di interferire con le misurazioni della costante di Hubble, la costante utilizzata per descrivere l'espansione dell'universo.

Come si è sviluppato l'universo?

Prova a immaginare come sarebbe la bolla sulla scala dell'universo. Questo è abbastanza difficile, poiché la maggior parte dello spazio è spazio, con una manciata di galassie e stelle sparse nel vuoto. Ma proprio come le regioni dell'Universo osservabile, dove la materia è densamente raggruppata o, al contrario, si trova lontano l'una dall'altra, stelle e galassie si riuniscono con densità diverse in parti diverse del cosmo.

Radiazione di fondo (o radiazione cosmica di fondo a microonde) - questa radiazione termica che si è formata nell'Universo primordiale e la riempie uniformemente - consente agli scienziati di determinare con precisione quasi perfetta la temperatura uniforme dell'Universo che ci circonda. Oggi sappiamo che questa temperatura è 2,7 K (Kelvin è una scala di temperatura, dove 0 gradi è lo zero assoluto). Tuttavia, secondo Space.com, a un esame più attento, è possibile vedere piccole fluttuazioni di questa temperatura. I modelli di come l'universo si è evoluto nel tempo suggeriscono che queste minuscole incongruenze alla fine avrebbero generato regioni dello spazio più o meno dense. E questi tipi di regioni a bassa densità sarebbero più che sufficienti per distorcere le misurazioni della costante di Hubble nel modo in cui sta accadendo in questo momento.

Lo zero assoluto è un termine che indica l'arresto completo del movimento delle molecole. Le temperature dello zero assoluto non possono essere raggiunte. Nel 1995, Eric Cornell e Carl Wiemann hanno provato a farlo, ma quando gli atomi di rubidio sono stati raffreddati, non ci sono riusciti. Ecco perché l'unità di variazione della temperatura in Kelvin non ha valori negativi.

Come si misura la costante di Hubble?

Oggi ci sono due modi principali per misurare la costante di Hubble. Uno si basa su misurazioni estremamente accurate del CMB, che sembra essere uniforme in tutto il nostro universo poiché si è formato poco dopo il Big Bang. Un altro modo si basa su supernovae e stelle variabili pulsanti nelle galassie vicine note come Cefeidi. Ricordiamo che le Cefeidi e le supernove hanno proprietà che consentono di determinare con precisione quanto sono lontane dalla Terra e con quale velocità si stanno allontanando da noi. Gli astronomi li hanno usati per costruire una "scala delle distanze" verso vari punti di riferimento nell'universo osservabile. La stessa "scala" è stata utilizzata dagli scienziati per derivare la costante di Hubble. Ma poiché le misurazioni di Cefeidi e CMB sono diventate più accurate nell'ultimo decennio, è diventato chiaro che i dati non convergono. E la presenza di risposte diverse di solito significa che c'è qualcosa che non sappiamo.

Quindi, in realtà, non si tratta solo di comprendere l'attuale tasso di espansione dell'Universo, ma anche di capire come l'Universo si è sviluppato e si è espanso e cosa stava accadendo con lo spazio-tempo per tutto questo tempo.

Galassie in una bolla

Alcuni fisici credono che ci sia una sorta di "nuova fisica" che determina lo squilibrio - qualcosa nell'universo che non capiamo e che è la ragione del comportamento inaspettato degli oggetti spaziali. Secondo l'autore dello studio Lucas Lombrizer, una nuova fisica sarebbe una soluzione molto interessante per la costante di Hubble, ma di solito implica un modello più complesso che richiede prove chiare e deve essere supportato da misurazioni indipendenti. Altri scienziati ritengono che il problema risieda nei nostri calcoli.

La soluzione, proposta in un nuovo articolo che sarà pubblicato su Physics Letters B nell'aprile 2020, è assumere che la nostra intera galassia, così come diverse migliaia di galassie vicine, si trovi in una bolla dove c'è poca materia: stelle, gas e polvere nuvole. Secondo l'autore dello studio, una bolla con un diametro di 250 milioni di anni luce, contenente circa la metà della densità del resto dell'universo, potrebbe conciliare cifre diverse per il tasso di espansione dell'universo.