La scala cosmica delle distanze è una successione di metodi sovrapposti usati per misurare le distanze attraverso l’Universo, dove ogni piolo della scala fornisce informazioni che possono essere usate per determinare le distanze al gradino successivo più alto. I metodi includono osservazioni di stelle variabili Cefeidi pulsanti, stelle giganti rosse che brillano con una luminosità nota, supernove di tipo Ia e alcuni tipi di galassie. Le supernove di tipo Ia hanno una luminosità prevedibile che le rende oggetti affidabili per i calcoli delle distanze.
Un team internazionale di astronomi ha fornito una delle misurazioni più chiare finora su quanto rapidamente l’Universo si stia espandendo. Invece di risolvere un problema di lunga data, il nuovo risultato rende il problema ancora più difficile da ignorare. La collaborazione include John Blakeslee della NSF NOIRLab, finanziata dalla National Science Foundation degli Stati Uniti, che incorpora dati provenienti da diversi telescopi NOIRLab.
Gli scienziati si sono a lungo affidati a due strategie principali per determinare il tasso di espansione dell’Universo. Un approccio si concentra sullo spazio vicino, misurando le distanze da stelle e galassie per calcolare quanto velocemente tutto si sta allontanando. L’altro guarda molto più indietro nel tempo, usando il fondo cosmico a microonde per stimare quale dovrebbe essere oggi il tasso di espansione basandosi sul modello standard della cosmologia.
In teoria, entrambi i metodi dovrebbero produrre la stessa risposta. In realtà, non è così. Le osservazioni dell’Universo locale indicano costantemente un tasso di espansione più rapido, di circa 73 chilometri al secondo per megaparsec. Nel frattempo, calcoli basati sull’Universo primitivo suggeriscono un tasso più lento di circa 67 o 68. Il divario tra questi valori è piccolo in termini assoluti, ma troppo grande per essere liquidato come un caso statistico. Questa discrepanza è nota come tensione di Hubble, ed è apparsa ripetutamente in studi indipendenti.
Un approccio unificato porta nuova precisione
Per migliorare l’accuratezza, i ricercatori hanno combinato decenni di osservazioni in un unico quadro coordinato. Questo sforzo, guidato dalla H0 Distance Network (H0DN) Collaboration, ha prodotto la misurazione diretta più precisa finora del tasso di espansione locale. I loro risultati, pubblicati il 10 aprile su Astronomy & Astrophysics , collocano la costante di Hubble a 73,50 ± 0,81 chilometri al secondo per megaparsec, ottenendo una precisione leggermente superiore all’1%.
Lo studio, “The Local Distance Network: a community consensus report on the measurement of the Hubble constant at ∼1% precision”, è nato da un grande sforzo collaborativo lanciato durante il Breakthrough Workshop dell’International Space Science Institute (ISSI), “What’s under the H0od?” tenutosi presso ISSI a Berna, Svizzera, nel marzo 2025.
“Non si tratta solo di un nuovo valore della costante di Hubble,” osserva la collaborazione, “è un framework costruito dalla comunità che unisce decenni di misurazioni indipendenti delle distanze, in modo trasparente e accessibile.”
Dati provenienti da osservatori terrestri e spaziali
NSF NOIRLab ha contribuito sia con competenze scientifiche che con osservazioni chiave. John Blakeslee, che ricopre il ruolo di Direttore dei Servizi di Ricerca e Scienza presso NSF NOIRLab, fa parte della collaborazione. L’analisi include dati provenienti dall’Osservatorio Interamericano NSF Cerro Tololo (CTIO) in Cile e dall’Osservatorio Nazionale NSF Kitt Peak (KPNO) in Arizona, entrambi programmi della NSF NOIRLab. Queste osservazioni sono state combinate con dati provenienti da altre strutture, sia a terra che nello spazio, rafforzando i risultati complessivi.
Invece di dipendere da una singola tecnica, il team ha costruito quella che chiamano una “rete di distanza”. Questo sistema collega diversi metodi sovrapposti usati per misurare distanze cosmiche. Queste includono le stelle variabili Cefeidi, che si illuminano e si affievoliscono, le stelle giganti rosse con luminosità nota, supernove di tipo Ia e alcuni tipi di galassie.
Questo approccio stratificato permette ai ricercatori di incrociare i risultati in molteplici modi. Se un metodo fosse difettoso, rimuoverlo dall’analisi avrebbe cambiato la risposta finale. Non è successo. Anche escludendo le singole tecniche, il risultato complessivo rimaneva in gran parte invariato. La coerenza tra i metodi rafforza la fiducia nel tasso di espansione misurato.
“Questo lavoro esclude di fatto spiegazioni della tensione di Hubble* che si basano su un singolo errore trascurato nelle misurazioni locali della distancio,” concludono gli autori. “Se la tensione è reale, come suggerisce il crescente corpo di prove, potrebbe indicare una nuova fisica oltre il modello cosmologico standard.”
(Nota: Con il termine tensione di Hubble ci si riferisce all’incompatibilità fra la stima della costante di Hubble ottenuta da osservazioni astrofisiche, principalmente la misura della distanza delle supernove, e quella derivata dai parametri cosmologici, calcolati a partire dal fondo cosmico a microonde. )
Cosa potrebbe significare la tensione di Hubble
Le implicazioni vanno oltre le tecniche di misurazione. Il tasso di espansione più lento derivato dall’Universo primordiale dipende dal modello standard della cosmologia, che descrive come l’Universo si sia evoluto dal Big Bang. Se a quel modello manca qualcosa, come dettagli sull’energia oscura, particelle sconosciute o variazioni di gravità, le sue previsioni per l’espansione odierna potrebbero essere sbagliate.
In tal caso, la tensione di Hubble potrebbe segnalare un problema più profondo piuttosto che un semplice problema di misurazione. Potrebbe indicare che gli scienziati devono rivedere la loro comprensione di come funziona l’Universo.
Guardare al futuro con le osservazioni future
La nuova rete di distanza sviluppata fornisce anche un quadro per studi futuri. Rendendo i loro metodi e dati disponibili al pubblico, il team ha creato un sistema che può essere perfezionato man mano che nuove osservazioni diventano disponibili. Si prevede che i prossimi osservatori forniranno misurazioni ancora più precise, che potrebbero aiutare a determinare se la discrepanza verrà risolta o continuerà a indicare una nuova fisica.
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