Cum se explică misterul constantei lui Hubble? Adică acea „constantă” care este legată de expansiunea Universului. Calculată cu metode diverse dă valori diferite. Într-un articol publicat recent este prezentată o posibilă soluție, și anume existența unui Univers paralel din materie întunecată care interacționează cu al nostru doar prin gravitație.

Expansiunea Universului

Universul nostru este în expansiune – acesta este rezultatul studiilor astronomice în urma cărora, de la sfârșitul anilor ’20 ai secolului trecut, s-a ajuns la concluzia că galaxiile se îndepărtează una de alta – tocmai datorită expansiunii Universului.

Viteza de expansiune este legată de așa-numită constantă a lui Hubble – cea cu ajutorul căreia calculăm această viteză. Faptul că Universul este în expansiune a dus inclusiv la concluzia că în trecutul îndepărtat Universul ar fi luat naștere în urma unui eveniment epocal: toată materia și energia pe care le vedem la ora actuală s-ar fi „creat” atunci – este vorba despre Big Bang – misterioasa naștere a Universului care încă nu știm cum a decurs, și ce anume ar fi dus la generarea materiei și energiei care au dat naștere inclusiv structurilor pe care le vedem la ora actuală.

Misterul constantei lui Hubble

Pentru a calcula constanta lui Hubble – cu valori din ce în ce mai precise – au fost folosite mai multe metode. Unele dintre acestea măsoară viteza de îndepărtare față de noi a obiectelor cosmice precum ar fi Supernovele, altele au de-a face cu radiația cosmică de fond.

Valorile care se obțin însă pentru constanta lui Hubble nu sunt în acord – la început părea că totuși cu erorile mari ale măsurătorilor se va găsi un acord într-un final. Însă, pe măsură ce precizia măsurătorilor a crescut, valorile devenind din ce în ce mai precise, pare clar că se obțin valori diferite pentru constanta lui Hubble cu metodele diferite utilizate de cercetători.

O nouă idee: un Univers paralel

Misterul valorii constantei lui Hubble a continuat să îi fascineze pe cercetători. S-a crezut chiar că parte dintre măsurători ar fi greșite – dar care? Ar putea exista o soluție care explică diferența fără să fie nevoie să ne gândim că această diferența este datorată unor  erori de măsurătoare.

Într-un articol publicat recent în Phys. Rev. Letters  se arată cum pe baza simetriilor ar putea exista un Univers paralel – care coexistă cu al nostru, format din materie întunecată care însă nu interacționează cu materia „noastră” decât prin gravitație. Existența acestui Univers întunecat ar putea explica misterul constantei lui Hubble.

Universul nostru ar fi compus din materia formată din particulele din așa-numitul Model Standard al fizicii particulelor elementare. Ar putea însă exista și alte particule – explicate prin simetrii ale legilor fizicii – care nu fac parte din Modelul Standard. Ei bine, aceste particule ar putea avea ca rezultat discrepanța pe care o observăm aplicând diverse metode în calculul constantei lui Hubble. Ba mai mult – ar putea, susțin cercetătorii – explica și alte mistere, precum anumite probleme legate de abundența cosmică a deuteriului și heliului primordial (adică formate imediat după Big Bang).

Există materia întunecată?

Evident întrebarea este: există această materie întunecată, acest Univers paralel care interacționează cu al nostru prin gravitație? Nu știm! Cel puțin la ora actuală nu am descoperit acest gen de particule. Există mai multe experimente care încearcă să descopere materia întunecată – atât la acceleratoare cât și în laboratoare subterane – și vom vedea în anii următori dacă se va reuși în sfârșit să se descopere cel puțin una dintre particulele de materie întunecată pe care le-au propus teoreticienii. Acestea ar putea inclusiv explica diferențele între valorile obținute pentru constanta lui Hubble măsurate până în prezent.

Rubrică realizată 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, profesoară de Fizică la Colegiul Naţional „Mihai Viteazul”, Sfântu Gheorghe