UN MODELLO PER L'ESPANSIONE DELL'UNIVERSO

E se fossimo tutti in una bolla?

Un gruppo di ricerca dell’Università di Heidelberg, guidato da astronomi italiani, ha sviluppato un modello teorico per interpretare le discrepanze tra le misure di velocità d’espansione dell’universo, ipotizzando che la Via Lattea si trovi in una "bolla di Hubble" a minore densità di materia.

Simulazione di una “Hubble Bubble”: la nostra galassia si troverebbe al centro dello spazio più vuoto. La materia ai bordi della bolla attrae le galassie a noi vicine, causandone l’accelerazione. Crediti: Wessel Valkenburg / Falcon

Simulazione di una “Hubble Bubble”: la nostra galassia si troverebbe al centro dello spazio più vuoto. La materia ai bordi della bolla attrae le galassie a noi vicine, causandone l’accelerazione. Crediti: Wessel Valkenburg / Falcon

La visione che abbiamo dell’espansione dell’universo potrebbe essere, almeno in parte, falsata se la Via Lattea si trovasse in una zona dove la concentrazione di materia è inferiore alla media dell’intero cosmo, cioè in una cosiddetta bolla di Hubble. Questo è l’assunto da cui è partito un gruppo di ricerca dell’Università di Heidelberg, guidato dall’astronomo italiano Luca Amendola, per sviluppare un modello teorico che colloca la nostra galassia proprio all’interno di una bolla di Hubble, nel tentativo di spiegare le differenze nelle misure finora effettuate sull’espansione dell’universo.

L’universo osservabile è in continua espansione dal momento del Big Bang e la sua reale velocità di espansione, conosciuta come costante di Hubble, è un parametro importantissimo per dedurne le proprietà di base, come l’età. Per determinare la costante di Hubble vengono convenzionalmente usati due metodi, i cui risultati non sono tuttavia congruenti. Uno è basato sullo studio della radiazione di fondo cosmico in microonde, di cui pochi mesi fa sono state rese note le accurate misure realizzate dal satellite Planck dell’ESA. L’altro metodo prende invece in considerazione il movimento delle galassie vicine alla Via Lattea, movimento che si suppone principalmente dovuto all’espansione dell’universo. “Ma quando confronti i risultati ottenuti con i due metodi, trovi che c’è uno scarto di circa il 9 per cento” spiega Valerio Marra, un altro italiano del team di Heidelberg, primo autore dello studio pubblicato su The Physical Review Letters.

Secondo i ricercatori questa differenza non sarebbe necessariamente frutto di errori nelle misurazioni ma potrebbe derivare da un effetto fisico. “Finora la nostra conoscenza del cosmo più vicino a noi è stata troppo imprecisa per stabilire se ci troviamo o meno in una zona a minore densità di materia”, continua Marra. “Ma assumiamo per un momento che la Via Lattea sia effettivamente localizzata in una bolla di Hubble: la materia fuori dalla bolla attrarrebbe allora le galassie a noi vicine in maniera così intensa che si muoverebbero con una velocità maggiore della media. In tal caso andremmo a misurare una costante di Hubble più grande, che si applicherebbe ai nostri dintorni ma non a tutto l’universo nel suo complesso.”

Se così fosse, la costante di Hubble misurata dal satellite Planck rappresenterebbe allora una velocità media applicabile all’intero universo, mentre ci si potrebbe aspettare un risultato differente considerando solo le immediate vicinanze (su scala cosmica) della Via Lattea. In altre parole, non è necessariamente detto che la nostra galassia si trovi in una regione tipica del cosmo, in cui la densità di materia sia pari a quella media dell’universo.

Usando questo approccio nella loro ricerca, gli scienziati sono riusciti a dar conto per circa un quarto della differenza tra le due costanti di Hubble. Marra e colleghi si aspettano comunque che un’analisi più dettagliata ridurrà ancora di più questa discrepanza, assai dibattuta in ambito cosmologico. “Finora abbiamo lavorato con una bolla di Hubble sferica. Ma è molto probabile che la bolla sia in realtà asimmetrica, il che spiegherebbe ancora meglio lo scarto nelle misurazioni”, osserva Ignacy Sawicki, un altro membro del team di ricerca.  “Se invece risultasse palese che tale scarto esiste veramente,” conclude Sawicki “questo sarebbe un chiaro indizio che nella ricetta della nostra visione scientifica del cosmo manca almeno un ingrediente.”

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