La NASA celebra la scoperta di un nuovo universo da parte di Edwin Hubble

Edwin Hubble è l’uomo che ha spazzato via l’universo antico e ha scoperto un nuovo universo che avrebbe ridotto l’autopercezione dell’umanità ad essere un granello insignificante nel cosmo.

 

 

Per gli esseri umani, la stella più importante dell’universo è il nostro Sole. La seconda stella più importante si trova all’interno della galassia di Andromeda.

Non andate a cercarla: la stella tremolante si trova a 2,2 milioni di anni luce di distanza ed è 1/100.000^esimo la luminosità della stella più debole visibile all’occhio umano.

Eppure, un secolo fa, la sua scoperta da parte di Edwin Hubble, allora astronomo del Carnegie Observatories, ha aperto gli occhi all’umanità su quanto sia grande l’universo, e ha rivelato che la nostra galassia, la Via Lattea, è solo una delle centinaia di miliardi di galassie nell’universo che hanno inaugurato la maturità per gli esseri umani come una specie curiosa che potrebbe riflettere scientificamente sulla nostra creazione attraverso il messaggio della luce stellare.

Scienza Carnegie e la NASA celebrano questo centenario al 245° incontro dell’American Astronomical Society a Washington, D.C.

La stella apparentemente infausta, chiamata semplicemente V1, ha spalancato un vaso di Pandora pieno di misteri sul tempo e lo spazio che ancora oggi sfidano gli astronomi.

Utilizzando il più grande telescopio del mondo a quel tempo, il telescopio Hooker da 100 pollici finanziato dalla Carnegie presso l’Osservatorio di Mount Wilson in California, Hubble scoprì la stella pudica nel 1923.

Questo raro tipo di stella pulsante, chiamata variabile Cefeide, viene utilizzata come indicatore di miglia per oggetti celesti distanti.

Non ci sono metri a nastro nello spazio, ma all’inizio del XX secolo Henrietta Swan Leavitt aveva scoperto che il periodo di pulsazione delle variabili Cefeidi è direttamente legato alla loro luminosità.

Molti astronomi hanno creduto a lungo che il bordo della Via Lattea segnasse il confine dell’intero universo.

Ma Hubble ha determinato che V1, situata all’interno della “nebulosa” di Andromeda, si trovava a una distanza che superava di gran lunga qualsiasi cosa nella nostra galassia, la Via Lattea.

Questo ha portato Hubble alla sbalorditiva consapevolezza che l’universo si estende ben oltre la nostra galassia.

In realtà Hubble aveva sospettato che ci fosse un universo più grande là fuori, ma qui c’era la prova nel budino. Era così stupito che scarabocchiò un punto esclamativo sulla lastra fotografica di Andromeda che individuava la stella variabile.

Di conseguenza, la scienza della cosmologia è esplosa quasi da un giorno all’altro. Il contemporaneo di Hubble, l’illustre astronomo di Harvard Harlow Shapley, quando Hubble gli notificò la scoperta, rimase devastato.

“Ecco la lettera che ha distrutto il mio universo”, si lamentò con la collega astronoma Cecilia Payne-Gaposchkin, che era nel suo ufficio quando aprì il messaggio di Hubble.

Solo tre anni prima, Shapley aveva presentato la sua interpretazione osservativa di un universo molto più piccolo in un dibattito una sera allo Smithsonian Museum of Natural History di Washington.

Sosteneva che la Via Lattea era così grande che doveva comprendere l’intero universo. Shapley insisteva sul fatto che le misteriose “nebulose a spirale”, come Andromeda, erano semplicemente stelle che si formavano alla periferia della nostra Via Lattea, e irrilevanti.

Hubble non avrebbe mai immaginato che 70 anni dopo, uno straordinario telescopio che porta il suo nome, sollevato a centinaia di chilometri sopra la Terra, avrebbe continuato la sua eredità.

Il meraviglioso telescopio ha reso “Hubble” una parola familiare, sinonimo di astronomia meravigliosa.

Oggi, il telescopio spaziale Hubble della NASA spinge le frontiere della conoscenza oltre 10 volte più lontano di quanto Edwin Hubble possa mai vedere.

Il telescopio spaziale ha alzato il sipario su un universo compulsivo pieno di stelle attive, galassie in collisione e buchi neri in fuga, tra i fuochi d’artificio celesti dell’interazione tra materia ed energia.

Edwin Hubble è stato il primo astronomo a compiere i primi passi che alla fine avrebbero portato al telescopio spaziale Hubble, rivelando un oceano apparentemente infinito di galassie.

Pensava che, nonostante la loro abbondanza, le galassie avessero solo poche forme specifiche: spirali a girandola, ellittiche a forma di pallone da calcio e strane galassie irregolari.

Pensava che questi potessero essere indizi sull’evoluzione delle galassie, ma la risposta doveva aspettare il leggendario Hubble Deep Field del telescopio spaziale Hubble nel 1994.

La scoperta di maggior impatto che l’analisi di Edwin Hubble ha mostrato è che più la galassia è lontana, più velocemente sembra allontanarsi dalla Terra. L’universo sembrava espandersi come un palloncino.

Questo si basava sul fatto che Hubble legava le distanze delle galassie all’arrossamento della luce – lo spostamento verso il rosso – che aumentava proporzionalmente l’allontanamento padre delle galassie.

I dati del redshift sono stati raccolti per la prima volta dall’astronomo del Lowell Observatory Vesto Slipher, che ha studiato spettroscopicamente le “nebulose a spirale” un decennio prima di Hubble. Slipher non sapeva che fossero extragalattici, ma Hubble fece il collegamento.

Slipher interpretò per la prima volta i suoi dati di redshift come un esempio dell’effetto Doppler.

Questo fenomeno è causato dal fatto che la luce viene allungata a lunghezze d’onda più lunghe e rosse se una sorgente si allontana da noi. Per Slipher, era curioso che tutte le nebulose a spirale sembrassero allontanarsi dalla Terra.

Due anni prima che Hubble pubblicasse le sue scoperte, il fisico belga e sacerdote gesuita Georges Lemaître analizzò le osservazioni di Hubble e Slifer e giunse per la prima volta alla conclusione di un universo in espansione.

Questa proporzionalità tra le distanze delle galassie e gli spostamenti verso il rosso è oggi chiamata legge di Hubble-Lemaître.

Poiché l’universo sembrava espandersi uniformemente, Lemaître si rese conto che il tasso di espansione poteva essere riportato indietro nel tempo – come riavvolgere un film – fino a quando l’universo non fosse inimmaginabilmente piccolo, caldo e denso. Fu solo nel 1949 che il termine “big bang” entrò di moda.

Questo fu un sollievo per il contemporaneo di Edwin Hubble, Albert Einstein, che dedusse che l’universo non poteva rimanere stazionario senza implodere sotto l’attrazione gravitazionale.

Il tasso di espansione cosmica è ora noto come costante di Hubble.

Ironia della sorte, lo stesso Hubble non ha mai accettato completamente l’universo in fuga come un’interpretazione dei dati del redshift.

Sospettava che qualche fenomeno fisico sconosciuto stesse dando l’illusione che le galassie stessero volando via l’una dall’altra.

Aveva in parte ragione quando la teoria della relatività speciale di Einstein spiegava lo spostamento verso il rosso come un effetto della dilatazione del tempo che è proporzionale all’allungamento dello spazio in espansione.

Le galassie sembrano solo sfrecciare nell’universo. Lo spazio si sta espandendo invece.

Dopo decenni di misurazioni precise, il telescopio Hubble è arrivato a definire con precisione il tasso di espansione, dando all’universo un’età di 13,8 miliardi di anni.

Ciò ha richiesto di stabilire il primo gradino di quella che gli astronomi chiamano la “scala delle distanze cosmiche” necessaria per costruire un metro di paragone per le galassie lontane.

Sono cugine di V1, stelle variabili Cefeidi che il telescopio Hubble può rilevare fino a oltre 100 volte più lontano dalla Terra rispetto alla stella trovata per la prima volta da Edwin Hubble.

L’astrofisica è stata ribaltata di nuovo nel 1998 quando il telescopio Hubble e altri osservatori hanno scoperto che l’universo si stava espandendo a un ritmo sempre più veloce, attraverso un fenomeno soprannominato “energia oscura”.

Einstein per primo giocò con questa idea di una forma repulsiva di gravità nello spazio, chiamandola costante cosmologica.

Ancora più misteriosamente, l’attuale tasso di espansione sembra essere diverso da quello che i moderni modelli cosmologici dell’universo in via di sviluppo predirebbero, confondendo ulteriormente i teorici.

Oggi gli astronomi sono alle prese con l’idea che qualsiasi cosa stia accelerando l’universo potrebbe cambiare nel tempo.

Il telescopio spaziale romano della NASA, con la capacità di effettuare grandi indagini cosmiche, dovrebbe portare a nuove intuizioni sul comportamento della materia oscura e dell’energia oscura.

Roman probabilmente misurerà la costante di Hubble tramite supernove con lente.

Questa grande avventura lunga un secolo, che ha scandagliato le profondità dell’ignoto, è iniziata con Hubble che ha fotografato una grande macchia di luce, la galassia di Andromeda, all’Osservatorio di Mount Wilson sopra Los Angeles.

In breve, Edwin Hubble è l’uomo che ha spazzato via l’universo antico e ha scoperto un nuovo universo che avrebbe ridotto l’autopercezione dell’umanità ad essere un granello insignificante nel cosmo.