Un nou studiu care ţine cont de măsurători precise de distanţe a 50 de galaxii şi de o serie de calcule ce se bazează pe observaţii astronomice şi formule empirice, ajunge la concluzia că Universul nostru ar fi mai tânăr decât se credea, având „doar” 12,6 miliarde de ani.

De la descoperirea deplasării spre roşu a luminii ce provine de la galaxii îndepărtate, legată de expansiunea Universului, de către Hubble în 1929, ştim că Universul, cel puţin cel pe care-l observăm la ora actuală şi din care facem parte, nu a existat dintotdeauna, ci a luat naştere în urma unui eveniment pe care oamenii de ştiinţă l-au numit Big Bang – însă despre care la ora actuală nu ştim mai nimic. Când a avut deci loc acest Big Bang, care este vârsta Universului?

Pentru a răspunde la această întrebare trebuie să măsurăm aşa-numita constantă a lui Hubble – adică rata de expansiune a Universului, cea care extrapolată înapoi în timp ne arată când toată materia ar fi fost concentrată într-un punct – timpul care a trecut de atunci este vârsta Universului nostru.

Nu este însă uşor de măsurat constanta lui Hubble, ba mai mult, măsurători care folosesc metode diferite nu dau acelaşi rezultat, ceea ce la ora actuală reprezintă un adevărat mister în cosmologie şi în fizică.

Un nou studiu publicat recent în revista The Astronomical Journal, condus de o echipă de cercetători de la Universitatea din Oregon, a reuşit să evalueze constantă lui Hubble aplicând o nouă metodă, care se bazează pe măsurători de precizie ale distanţelor la care se află faţă de noi 50 de galaxii. Aceste distanţe au fost folosite într-un algoritm care a fost ulterior aplicat asupra altor 95 de galaxii pentru a determina distanţele acestora şi, ulterior, cu deplasarea spre roşu a acestora s-a calculat constanta lui Hubble. Pentru a reuşi această performanţă cercetătorii au folosit aşa-numita formulă Tully-Fisher, o relaţie empirică care se aplică în cazul galaxiilor spirale şi care leagă între ele luminozitatea intrinsecă a galaxiei şi aşa-numita lărgime a distribuţiei vitezelor. Aceasta din urmă este dată de diferenţa între viteza minimă şi viteza maximă a stelelor din galaxie faţă de centrul galaxiei.

Folosind deci această relaţie empirică, cercetătorii au reuşit să determine o valoare pentru constanta lui Hubble de 75,1 km/s/Mpc (adică kilometri pe secundă pe Megaparsec; parsecul fiind o unitate de distanţă astronomică echivalentă cu circa 3,26 ani lumină) cu o eroare de 2,3 km/s/Mpc.

Ţinând cont de eroarea acestei măsurători, valori ale ale constantei lui Hubble mai mici de 70 km/s/Mpc sunt excluse cu un confidence level de 95%. În acelaşi timp, pe baza acestei valori vârsta Universului ar fi de „doar” 12,6 miliarde de ani, ceea ce întinereşte Universul cu aproape 1,2 miliarde de ani, considerând că la ora actuală vârsta Universului acceptată de astronomi pe baza măsurătorilor antecedente este de 13,77 miliarde de ani.

Totul deci clar? Avem o nouă valoare a vârstei Universului pe care ne putem baza de acum înainte? Nu – întrucât există o altă metodă pentru determinarea constantei lui Hubble care duce la un rezultat diferit! Este vorba despre o metodă care determină constanta lui Hubble pe baza amprentelor care pot fi măsurate în radiaţia de microunde de fond a Universului (CMB). Variaţiuni în temperatura acestei radiaţii pot fi folosite pentru a determina constanta lui Hubble – valoarea care se obţine în acest caz fiind de circa 67 km/s/Mpc, deci mai mică de 70 km/s/Mpc – limita inferioară obţinută pe baza măsurătorilor astronomice a deplasării spre roşu a galaxiilor.

Vârsta Universului este deci undeva între 12 şi 14,5 miliarde de ani; ba mai mult, avem un adevărat mister al constantei lui Hubble – care ar putea fi legat de o nouă fizică, de fenomene pe care încă nu le-am înţeles, sau de eventuale erori făcute în procesul de a extrage această valoare;  vom vedea în următorii ani cum va evolua acest interesant mister!

[Articol scris de Cătălina Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi Luminiţa Costea, profesor la Colegiului Naţional “Mihai Viteazul”, Sfântu Gheorghe]