Una dintre cele mai frustrante întrebări din cosmologia modernă poate fi aproape de un răspuns. Diferitele metode folosite pentru a măsura rata de expansiune a universului sunt în dezacord de ani de zile, dar o tehnică de măsurare relativ nouă pare să ofere primii pași către soluționarea acestei dispute.
Universul se află într-o continuă expansiune, iar viteza cu care se accelerează este descrisă de un număr numit constanta Hubble. Există două modalități principale prin care determinăm acest număr: examinând fundalul cosmic cu microunde (CMB), care este o relicvă a primei lumini care a strălucit prin univers și observând obiecte relativ apropiate, pentru a vedea cât de repede se îndepărtează de Pământ. Rezultatele acestor două metode au fost întotdeauna în contradicție.
În prezent, Wendy Freedman din cadrul Universității Chicago din Illinois a inițiat un nou mod de măsurare a obiectelor din apropiere, care ar putea rezolva aceste contradicții. Pentru a face măsurători locale ale constantei Hubble, a fost utilizate obiecte cu luminozități cunoscute pentru a măsura distanțele (scara de distanță)
Cel mai comun mod de a face acest lucru este de a folosi stele variabile, numite Cefeide, pentru a calcula distanțele față de galaxiile cu supernove în interiorul acestora și apoi utilizarea supernovelor pentru a sonda mai departe. Cu toate acestea, Freedman și colegii ei au folosit un alt tip de stea, numită vârful ramurii gigantice roșii (TRGB) datorită dimensiunilor sale pe diagramele de evoluție stelară, pentru a înlocui cefeidele, iar rezultatele determinate din analiza acestor stele se potrivesc cu măsurătorile CMB.
„Cefeidele există de mult mai mult timp decât vârful ramurii gigantice roșii”, a declarat Simon Birrer din cadrul Universității Stanford din California. „Dar vârful ramurii uriașe roșii are anumite avantaje, în special în zonele în care au existat critici asupra cefeidelor de zeci de ani, cum ar fi praful stelar”. În timp ce cefeidele se formează în general în pepiniere stelare cu praf stelar, care pot ascunde măsurătorile, stelele TRGB pot fi găsite în aceleași zone relativ fără praf, precum supernovele care formează următoarea treaptă pe scara de distanță.
Freedman a constatat faptul că, pe măsură ce observațiile sondează obiecte din ce în ce mai îndepărtate, măsurătorile Cefeidelor și TRGB s-au divergat unele de altele. La aceste distanțe, cefeidele sunt nedetectabile din cauza prafului stelar și înghesuite printre alte stele. Astfel, acest lucru devine mai dificil în determinarea modului în care compoziția lor chimică sau metalicitatea afectează observațiile.
„Nu efectele prafului sunt factorul grav de nedetectare, ci efectele aglomerării și ale metalicității. Deci, dacă o corecție este greșită, înseamnă ca toate sunt greșite. În ceea ce privește stelele TRGB, este simplu – nu există praf. Aceste stele nu sunt variabile ca cefeidele, deci sunt mai simple și mult mai bine înțelese”, a declarat Freedman.
Faptul că înlocuirea cefeidelor pe scara de distanță elimină tensiunea dintre măsurătorile CMB și observațiile locale, poate însemna că există pur și simplu erori în înțelegerea noastră a cefeidelor. Dacă tensiunea ar rămâne, ar însemna că a existat o neînțelegere mai mare despre cosmologie și fizica universului timpuriu care a produs CMB.
„Permite posibilitatea de a nu exista tensiune și este doar o chestiune de măsurători imperfecte. Unii ar putea spune că măsurătorile incorecte sunt rezultatul cel mai puțin interesant al tensiunii Hubble, dar, pe de altă parte, ar arăta că modelul nostru cosmologic poate explica întreaga istorie a expansiunii universului”, a declarat Dan Scolnic din cadrul Universității Duke din Carolina de Nord.
Sunt necesare mai multe observații, înainte de a putea spune cu siguranță că tensiunea asupra constantei Hubble este rezolvată, dar aceste rezultate oferă o rază de speranță că există o soluție. Ar fi mai bine să sortăm universul local, înainte de a începe să facem afirmații despre fizică suplimentară în universul timpuriu, pentru că aici se întâmplăun lucru pe care nu îl înțelegem încă”, a declarat Freedman.
