Il telescopio
americano Spitzer ha ottenuto la misurazione più precisa di sempre della
costante di Hubble – ossia il ritmo a cui il nostro Universo si sta
espandendo.
Poco meno di un
secolo fa, l'astronomo Edwin Hubble scoprì che l'Universo si era
espanso in questi ultimi 13,7 miliardi di anni. Successivamente, negli
anni '90, un'altra scoperta lasciò per la seconda volta gli astronomi a
bocca aperta: l'espansione dell'Universo stava accelerando.
Determinare il
ritmo dell'espansione dell'Universo è fondamentale per capirne le
dimensioni e l'età. Il telescopio spaziale Spitzer – che, a differenza
del telescopio Hubble, opera alle lunghezze d'onda della radiazione
infrarossa ed è quindi quasi il triplo più preciso – ha ridotto il
margine d'errore della costante di Hubble al 3%. Il suo nuovo valore è
di 74.3, con una tolleranza di 2.1 chilometri per secondo per ogni
megaparsec di spazio (il megaparsec corrisponde approssimativamente a 3
milioni di anni luce).
«Spitzer è
andato ancora una volta oltre ciò che era stato progettato per fare» ha
commentato Michael Werner del JPL di Pasadena. Werner ha lavorato a
questo progetto fin dall'inizio, ossia oltre 30 anni fa. «Prima, Spitzer
ci ha sorpresi dimostrandosi capace di studiare le atmosfere degli
esopianeti», continua Werner, «e ora, anni dopo, si è rivelato un
utilissimo strumento cosmologico».
Inoltre, le
osservazioni di Spitzer sono state unite ad alcuni dati già pubblici
ottenuti dalla sonda americana Wilkinson Microwave Anisotropy Probe
(WMAP) per ottenere una misurazione più precisa dell'energia oscura.
L'energia
oscura è il "nemico" della gravità, la forza che gli scienziati credano
sia responsabile dell'accelerazione dell'espansione dell'Universo.
«Intuitivamente,
le galassie si attraggono a vicenda e questo movimento dovrebbe
rallentare l'espansione dell'Universo, o addirittura farlo collassare, ma negli ultimi
anni si è scoperto che questa espansione sta accelerando, come se ci
fosse qualcosa che dall'esterno "tira" l'Universo oppure che "spinge"
dall'interno, e qui le cose si fanno molto meno chiare». Alcuni studi
svolti sull'energia oscura sono stati premiati con il Premio Nobel per
la Fisica del 2011.
«E' un puzzle
enorme» ha commentato Wendy Freedman della Carnegie Institution for
Science sempre di Pasadena. «E' incredibile che siamo riusciti a usare
Spitzer per "sfidare" i problemi fondamentali della cosmologia, ossia il
ritmo preciso a cui l'Universo si sta espandendo in questo momento, e
anche la misurazione della distribuzione dell'energia oscura
nell'Universo».
Ma come ha
fatto Spitzer a raffinare i dati ottenuti da Hubble sulla costante
dell'omonimo fisico statunitense? L'occhio a infrarossi di Spitzer è
stato in grado di perforare le dense nubi di gas che ostruiscono alcune
stelle note come variabili cefeidi.
«Queste stelle
che pulsano sono pioli fondamentali in quella che gli astronomi chiamano
la scala delle distanze cosmiche: una collezione di oggetti di cui
conosciamo la distanza che, assieme ai dati sulla velocità con cui si
stanno allontanando da noi, ci rivelano il vero ritmo di accelerazione
dell'Universo» spiega Glenn Wahlgren. Le cefeidi furono scoperte nel 1908 da Henrietta Leavitt.
Ma come
funziona veramente questa tecnica? Immaginiamoci una persona con una
candela in mano che si sta allontanando da noi. Più si allontana, più la
luce della candela diventa sempre meno luminosa. La sua luminosità
apparente ci aiuta a capire la distanza. Lo stesso metodo vale per le
cefeidi: sono come delle candele del cosmo di cui sappiamo abbastanza
per fidarci quasi ciecamente di loro.
Spitzer ha
osservato 10 cefeidi presenti nella nostra galassia, la Via Lattea, e
altre 80 in una delle nostre galassie satelliti, la Grande Nube di
Magellano (LMC).
«Poco più di un
decennio fa, non era possibile usare le parole "precisione" e
"cosmologia" nella stessa frase» prosegue Freedman. «Ora, stiamo
parlando di accuratezze con un margine d'errore incredibilmente basso.
E' straordinario, direi».
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