Universul local s-ar putea extinde mai lent decât se credea anterior, conform concluziilor a două cercetări separate, publicate în revista Astronomy & Astrophysics, care ar putea reprezenta un pas în direcţia rezolvării uneia dintre "marile dureri de cap" din cosmologie, problema valorii constantei Hubble, transmite marţi Space.com.
Constanta Hubble - numită după Edwin Hubble, astronomul care a descoperit la începutul anilor 1900 că Universul se extinde - este rata cu care are loc această expansiune.
Tensiunea Hubble provine din faptul că observarea universului local oferă o valoare diferită pentru constanta Hubble faţă de cea derivată folosind fundalul cosmic de microunde (CMB) - prima lumină a Universului, care a strălucit la scurt timp după Big Bang. Astronomii fac măsurători CMB şi apoi avansează folosind modelul standard al cosmologiei, aşa-numitul model Lambda al materiei întunecate reci (LCDM).
Discrepanţa a persistat chiar dacă cele două tehnici separate de măsurare au devenit mai precise. Ea este îngrijorătoare deoarece sugerează că un ingredient crucial al fizicii lipseşte din reţeta noastră pentru cosmos. Prin urmare, mulţi astronomi invocă necesitatea unei a treia metode care să ajute la reducerea acestei disparităţi sau cel puţin să clarifice de ce ea există.
Cele două studii noi sugerează o nouă modalitate de măsurare a expansiunii în Universul local, analizând mişcarea a două grupuri de galaxii apropiate. Galaxiile din cadrul acestor grupuri sunt simultan atrase între ele de gravitaţia reciprocă şi despărţite una de cealaltă de fluxul cosmic cauzat de întinderea spaţiului în care sunt încorporate.
Ambele rezultate indică faptul că Universul se extinde mai lent în vecinătatea noastră decât s-a estimat anterior. Această tehnică nu numai că apropie măsurătorile constantei Hubble din Universul local de cele efectuate folosind modelul CMB şi LCDM, dar sugerează şi că este nevoie de mai puţină materie întunecată pentru a explica observaţiile cosmice şi dinamica galaxiilor.
Echipele au ajuns la concluziile lor examinând două grupuri de galaxii - grupul Centaurus A (unul dintre cele mai apropiate de noi, cu excepţia grupului local al Căii Lactee) şi grupul M81. În loc să folosească observaţii ale supernovelor de tip Ia din apropiere sau fosila cosmică a primei lumini a Universului reprezentată de CMB pentru a măsura constanta Hubble, cercetătorii au folosit mişcarea acestor galaxii grupate sub echilibrul dintre influenţa atracţiei gravitaţionale şi efectul repulsiv al expansiunii Universului.
Astronomii au descoperit că zecile de galaxii mici care alcătuiesc grupul Centaurus A nu sunt, de fapt, dominate de galaxia eliptică gigantică cu acelaşi nume. Mai degrabă, această galaxie formează de fapt un sistem binar cu galaxia M83 a grupului.
De asemenea, grupul M81 are un sistem binar de galaxii (M81 şi M82) în centrul său. Noua cercetare a dezvăluit că, deşi structura acestui grup este bine organizată, regiunea interioară de aproximativ 1 milion de ani-lumină este înclinată cu aproximativ 34 de grade faţă de împrejurimile sale mai largi. La o distanţă de aproximativ 10 milioane de ani-lumină, orientarea grupului M81 se aliniază cu cea a unei vaste structuri de materie asemănătoare unei foi, care se întinde până la grupul Centaurus A.
Cele două echipe de oameni de ştiinţă au descoperit, de asemenea, că, pe lângă faptul că cele două grupuri de galaxii au un mediu similar, masele celor mai strălucitoare galaxii din aceste grupări reprezintă cea mai mare parte a masei totale. Astfel, mişcările tuturor galaxiilor din cadrul grupărilor pot fi considerate un rezultat al interacţiunii dintre influenţa gravitaţională a acestor galaxii strălucitoare şi fluxul cosmic al Universului în expansiune.
Aceasta înseamnă că, în contradicţie cu predicţiile simulărilor cosmice, grupurile de galaxii nu trebuie să fie încorporate într-un vast halou de materie întunecată care să-şi exercite influenţa gravitaţională.
Constanta Hubble se măsoară în kilometri pe secundă pe megaparsec (km/s/Mpc), 1 megaparsec fiind echivalent cu aproximativ 3,3 milioane de ani-lumină. În prezent, atunci când cercetătorii calculează rata de expansiune a Universului folosind supernovele locale de tip Ia, obţin o constantă Hubble de 73 km/s/Mpc. Cu toate acestea, atunci când constanta Hubble este calculată folosind CMB, teoreticienii obţin o valoare mai mică, de 68 km/s/Mpc.
Echipele implicate în această cercetare au ajuns la o valoare a constantei Hubble de 64 km/s/Mpc. Acest lucru le-a sugerat cercetătorilor că în parte tensiunea Hubble (discrepanţa dintre cele două valori cosmologice ale constantei Hubble) este cauzată de metodele folosite de oamenii de ştiinţă pentru a măsura această constantă. Aceasta lucru ar putea însemna că un element adăugat, în prezent necunoscut, al cosmosului (aşa cum sunt materia întunecată şi energia întunecată) nu este necesar pentru a elimina tensiunea Hubble.
Următorul pas pentru această cercetare va fi aplicarea acestei tehnici de calcul pe grupuri de galaxii la o regiune mai largă a spaţiului din Universul nostru local. Acest lucru ar putea deveni posibil atunci când observaţiile grupurilor de galaxii aflate la distanţe mai mari vor deveni disponibile în datele adunate de telescopul 4MOST (4-meter Multi-Object Spectroscopic Telescope).
Comentează