Universul se extinde prea repede – modelele fizice existente nu pot explica acest proces

Astronomii au observat de multă vreme o discrepanță în rata de expansiune a Universului. Totul depinde de cum îl măsori. Observațiile galaxiilor din apropiere arată viteze mai mari. Dovezile din Universul timpuriu – cum ar fi radiația cosmică de fundal cu microunde rămasă de la Big Bang – indică o expansiune mai lentă. Această contradicție se numește tensiunea Hubble.

O colaborare internațională numită H0 Distance Network a produs una dintre cele mai precise măsurători locale până în prezent. Echipa a combinat zeci de ani de măsurători independente de distanță – inclusiv observații ale giganților roșii, supernove de tip I și diferite tipuri de galaxii – într-o singură rețea.

Rezultatul final: constanta Hubble este de șaptezeci și trei virgulă cincizeci de kilometri pe secundă pe megaparsec, cu o precizie de puțin peste un procent. Un megaparsec înseamnă aproximativ trei milioane două sute șaizeci și doi de mii de ani lumină.

Cercetătorii subliniază că aceasta nu este doar o nouă valoare pentru constanta Hubble. Este un sistem construit de comunitate care reunește zeci de ani de măsurători independente de distanță într-un mod transparent și accesibil. Rezultatele au fost publicate pe 10 aprilie două mii douăzeci și șase în revista Astronomy & Astrophysics.

Autorii lucrării susțin că studiul lor exclude în mod eficient explicațiile care atribuie discrepanța unei erori simple în măsurătorile distanței locale. Dacă tensiunea este reală – și un număr tot mai mare de dovezi sugerează că este – atunci ar putea indica o nouă fizică dincolo de modelul cosmologic standard.

Dr. Katie Romer de la Dark Energy Project a comentat situația: Universul nu se extinde doar. Se extinde din ce în ce mai repede pe măsură ce timpul trece. Expansiunea ar fi de așteptat să încetinească, deoarece au trecut aproape paisprezece miliarde de ani de la Big Bang.

Energia întunecată poate slăbi

Un studiu separat care utilizează cea mai mare hartă 3D a universului creată vreodată de un instrument de energie întunecată a sugerat că energia întunecată, forța care accelerează expansiunea cosmică, poate să nu fie constantă, dar se poate slăbi în timp.

Echipa instrumentului a cartografiat aproape cincisprezece milioane de galaxii și quasari. Combinate cu datele CMB și observațiile supernovelor, rezultatele se potrivesc mai bine cu un model de schimbare a energiei întunecate decât cu ipoteza standard a unei forțe constante.

Dr. Willem Elbers, de la Institutul de Cosmologie Computațională al Universității Durham, a declarat: De zeci de ani, oamenii de știință s-au bazat pe modelul standard al Universului, dar noi dovezi sugerează că energia întunecată poate evolua în timp. Dacă acest lucru este adevărat, atunci tot ce se știa despre spațiu se va schimba.

Profesorul Will Percival, purtător de cuvânt al proiectului și astronom la Universitatea din Waterloo, a adăugat: Cercetătorii sunt ghidați de principiul briciului lui Occam, iar cea mai simplă explicație pentru ceea ce văd se schimbă. Se pare din ce în ce mai mult că modelul cosmologic standard va trebui modificat pentru a se adapta diferitelor seturi de date. Și energia întunecată în evoluție pare promițătoare.

Dr. Andrei Kuciu, un cercetător din Berkeley care a lucrat la studiu, a remarcat că munca oamenilor de știință este să lase universul să ne spună cum funcționează. Și poate că Universul spune că este mai complicat decât se aștepta.

Sfârșitul universului poate veni mai devreme

Un model teoretic similar, dezvoltat de fizicianul Henry Taye de la Universitatea Cornell cu colegi din China și Spania, explorează un posibil scenariu. Calculele lor arată că durata totală de viață a Universului este de aproximativ treizeci și trei virgule trei miliarde de ani. Din moment ce au trecut deja treisprezece virgulă opt miliarde de ani, au mai rămas aproximativ nouăsprezece virgulă cinci miliarde de ani. În acest model, expansiunea continuă încă unsprezece miliarde de ani, apoi încetinește, se oprește și este înlocuită de compresie.

Paul Steinhardt, directorul Centrului Princeton pentru Științe Teoretice, a remarcat că, dacă energia întunecată devine suficient de slabă, oamenii de știință spun că universul ar putea fi atras într-un Big Crinch „remarcabil de repede”.

Linii independente de cercetare evidențiază lacunele rămase în înțelegerea noastră a ratei de expansiune a universului și a comportamentului energiei întunecate. Observațiile viitoare cu telescoape de nouă generație ar trebui să testeze dacă va trebui introdusă o nouă fizică pentru a reconcilia toate datele.

Deocamdată, rămâne faptul că Universul se extinde mai repede decât a anticipat modelele bazate pe starea sa timpurie. Și niciuna dintre teoriile existente nu poate explica acest lucru. Energia întunecată, principalul candidat pentru forța motrice din spatele acestei accelerații, poate să nu fie o constantă – și dacă este, atunci întreaga cosmologie modernă trebuie reconsiderată.