Fizicienii sunt lăsați zguduiți existențial
Imaginea de ansamblu: Astronomii au observat ceva neobișnuit în datele culese de Telescopul Spațial Hubble: universul pare să se extindă mai repede astăzi decât acum miliarde de ani, la scurt timp după Big Bang. Această discrepanță, cunoscută sub numele de „tensiunea Hubble”, a devenit o provocare nedumerită pentru oamenii de știință.
Acum, spre disperarea cercetătorilor, un nou studiu conceput pentru a verifica din nou rata calculată de expansiune a universului – care urmărește să determine dacă citirile inițiale au fost sau nu greșite – a confirmat că măsurătorile sunt într-adevăr precise.
De această dată, oamenii de știință au analizat noi date de la telescopul spațial James Webb, care se aliniază perfect cu descoperirile lui Hubble cu privire la discrepanța ratei de expansiune. Publicat în The Astrophysical Journal, studiul a folosit observații ale galaxiilor îndepărtate și ale supernovelor pentru a calcula independent rata de expansiune a universului modern, folosind trei metode separate.
La fel ca Hubble, datele lui Webb indică o rată de expansiune de aproximativ 73 de kilometri pe secundă pe megaparsec. Pentru referință, un megaparsec se întinde pe peste trei milioane de ani lumină – o distanță cu adevărat uluitoare.
În schimb, modelele teoretice bazate pe fondul cosmic cu microunde prezic o rată de expansiune mai apropiată de 67 – 68 km/s/megaparsec. În timp ce diferența de aproximativ cinci km/s poate părea mică, este alarmant de mare și semnificativă statistic în domeniul cosmologiei.
„Discrepanța sugerează că înțelegerea noastră a universului ar putea fi incompletă”, a spus laureatul Nobel Adam Riess, care a condus noua cercetare. „Cu două telescoape emblematice ale NASA confirmându-se reciproc descoperirile, trebuie să luăm această problemă foarte în serios”.
Conform modelului standard, această discrepanță ar putea fi atribuită unei forțe misterioase numită „energie întunecată”, care cuprinde aproximativ 70% din univers și se crede că îi conduce expansiunea accelerată. Cu toate acestea, energia întunecată rămâne unul dintre cele mai mari mistere nerezolvate din fizică, ceea ce înseamnă că dezvăluirea acestui fenomen nu va fi o sarcină ușoară.
Noile date Webb au obținut o precizie remarcabilă în măsurarea ratei de expansiune, cu incertitudini de mai puțin de două procente. Acest nivel de precizie face foarte puțin probabil ca ambele telescoape spațiale principale ale umanității – Hubble și Webb – să fi făcut erori identice de peste un deceniu. În schimb, aceste descoperiri sugerează potențialul unor descoperiri inovatoare despre fizica fundamentală care modelează universul nostru.
„O posibilă explicație pentru tensiunea Hubble ar fi dacă ar lipsi ceva în înțelegerea noastră despre universul timpuriu, cum ar fi o nouă componentă a materiei – energia întunecată timpurie – care a dat universului o lovitură neașteptată după Big Bang”, sugerează Johns. Teoreticianul Hopkins Marc Kamionkowski.
Alte ipoteze includ particule exotice, constante fundamentale în schimbare, câmpuri magnetice primordiale sau chiar o înțelegere revizuită a materiei întunecate.
În timp ce tensiunea Hubble poate să nu afecteze în mod direct viața de pe Pământ, este un puzzle vital pentru oamenii de știință care caută să cartografieze evoluția universului și să-i determine soarta finală. Din fericire, echipe de cercetători și telescoapele noastre spațiale emblematice lucrează activ pentru a descoperi răspunsuri.
