Il tasso di espansione dell’universo locale è più chiaro che mai, ma ancora non torna
Gli astronomi hanno cercato di misurare il tasso di espansione dell’Universo utilizzando due approcci fondamentalmente diversi. Un metodo si basa sulla misurazione delle distanze di stelle e galassie nell’Universo vicino. L’altro utilizza le misurazioni della radiazione cosmica di fondo per prevedere quale sarebbe il tasso di espansione odierno secondo il modello cosmologico standard .
Ci si aspetterebbe che questi due approcci producano lo stesso risultato, ma non è così. Le misurazioni basate sull’Universo vicino indicano costantemente un tasso di espansione più elevato, intorno ai 73 chilometri al secondo per megaparsec, mentre le previsioni derivate dall’Universo primordiale forniscono un valore inferiore, più vicino a 67 o 68. Sebbene la differenza numerica sia modesta, è di gran lunga superiore a quanto si possa spiegare con l’incertezza statistica. Questa persistente discrepanza, nota come tensione di Hubble , è stata ora osservata in diversi studi e con diverse tecniche indipendenti.
Riunendo decenni di osservazioni indipendenti in un unico quadro unificato, una collaborazione internazionale di astronomi ha ottenuto la misurazione diretta più precisa fino ad oggi del tasso di espansione dell’Universo vicino. In un articolo pubblicato il 10 aprile su Astronomy & Astrophysics , la collaborazione H0 Distance Network (H0DN) riporta un valore della costante di Hubble di 73,50 ± 0,81 chilometri al secondo per megaparsec, corrispondente a una precisione di poco superiore all’1%.
Lo studio, intitolato “The Local Distance Network: a community consensus report on the measurement of the Hubble constant at ∼1% precision”, è il risultato di un ampio sforzo congiunto della comunità scientifica, avviato in occasione del Breakthrough Workshop “What’s under the H0od?” dell’International Space Science Institute (ISSI) , tenutosi presso la sede dell’ISSI a Berna, in Svizzera, nel marzo 2025.
“Non si tratta solo di un nuovo valore della costante di Hubble”, si legge nella nota della collaborazione, “ma di un quadro di riferimento creato dalla comunità che riunisce decenni di misurazioni indipendenti della distanza, in modo trasparente e accessibile”.
Il laboratorio NSF NOIRLab ha contribuito a questo progetto sia con la propria esperienza che con dati osservativi. John Blakeslee, astronomo e direttore dei servizi di ricerca e scientifici presso il NSF NOIRLab, è membro della collaborazione. Lo studio include dati provenienti dai telescopi dell’Osservatorio Interamericano NSF Cerro Tololo ( CTIO ) in Cile e dell’Osservatorio Nazionale NSF Kitt Peak ( KPNO ) in Arizona, entrambi programmi del NSF NOIRLab.
Tali dati sono stati integrati in un quadro collaborativo più ampio che coinvolge osservatori sia terrestri che spaziali, contribuendo a rafforzare il risultato complessivo.
Anziché affidarsi a un singolo metodo, il team ha costruito una “rete di distanze” che collega diverse tecniche sovrapposte per la misurazione delle distanze nell’Universo locale. Queste includono osservazioni di stelle variabili Cefeidi pulsanti , stelle giganti rosse con luminosità nota, supernove di tipo Ia e alcuni tipi di galassie.
Questo approccio consente di ottenere risultati finali multipli e indipendenti, e permette di effettuare un test cruciale: la discrepanza è causata da un errore in un singolo metodo? I risultati indicano che ciò è improbabile. Anche escludendo singole tecniche dall’analisi, il risultato complessivo cambia solo minimamente. Le misurazioni indipendenti rimangono coerenti tra loro, rafforzando la robustezza del tasso di espansione misurato localmente.
“Questo lavoro esclude di fatto le spiegazioni della tensione di Hubble che si basano su un singolo errore trascurato nelle misurazioni della distanza locale”, concludono gli autori. “Se la tensione è reale, come suggerisce il crescente numero di prove, potrebbe indicare una nuova fisica al di là del modello cosmologico standard.”
Le implicazioni sono significative. Il tasso di espansione inferiore dedotto dall’Universo primordiale dipende dal modello cosmologico standard, che descrive come l’Universo si è evoluto dal Big Bang. Se tale modello è incompleto, ad esempio se non tiene pienamente conto del comportamento dell’energia oscura , delle nuove particelle o delle modifiche alla gravità, le sue previsioni sul tasso di espansione attuale ne risentirebbero.
In tal caso, la tensione di Hubble potrebbe non essere il risultato di un errore di misurazione, ma piuttosto la prova che all’attuale modello dell’Universo manca una componente chiave. La rete locale di misurazione delle distanze (Local Distance Network) stabilisce inoltre un quadro di riferimento per le indagini future.
Rendendo i suoi metodi e dati liberamente accessibili, la collaborazione ha creato una base che può essere ampliata con nuove osservazioni. Con gli osservatori di prossima generazione che dovrebbero fornire misurazioni ancora più precise, gli astronomi mirano a determinare se questa discrepanza verrà infine risolta o se continuerà a indicare l’esistenza di una nuova fisica.
In questa illustrazione, la scala delle distanze inizia dall’ammasso della Chioma , che è l’ ammasso di galassie estremamente ricco più vicino a noi. La distanza dall’ammasso della Chioma può essere misurata direttamente utilizzando le osservazioni delle supernove di tipo Ia all’interno dell’ammasso. Le supernove di tipo Ia hanno una luminosità prevedibile che le rende oggetti affidabili per i calcoli di distanza.
Credito: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/J. Pollard
Elaborazione delle immagini: D. de Martin e M. Zamani (NSF NOIRLab)
Fonte: NOIRLab
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
Nel corso degli anni ha acquisito una forte capacità di strutturare informazioni, notizie e approfondimenti sui principali comparti dell’economia dello spazio e dell’economia del mare: satelliti, telecomunicazioni, osservazione della Terra, space tech, portualità, logistica, innovazione marittima, sostenibilità, tecnologie dual use e interconnessioni tra settore aerospaziale e blue economy.
