Il tasso di espansione dell’universo locale è più chiaro che mai, ma comunque non torna

Una nuova sintesi di misurazioni astronomiche conferma un persistente disallineamento che potrebbe indicare una fisica oltre i modelli attuali.

 

 

Una collaborazione internazionale di astronomi ha prodotto una delle misurazioni più precise finora su quanto velocemente l’Universo locale si stia espandendo. Il risultato approfondisce una delle sfide più significative della cosmologia moderna.

John Blakeslee, astronomo presso la NSF NOIRLab, finanziato dalla National Science Foundation degli Stati Uniti, è membro della collaborazione, e i telescopi di due programmi NSF NOIRLab hanno fornito dati.

Gli astronomi hanno cercato di misurare il tasso di espansione dell’Universo utilizzando due approcci fondamentalmente diversi.

Un metodo si basa sulla misurazione delle distanze da stelle e galassie nell’Universo vicino.

L’altro utilizza misurazioni del fondo cosmico a microonde per prevedere quale sarebbe il tasso di espansione oggi secondo il modello standard della cosmologia.

Questi due approcci dovrebbero produrre lo stesso risultato, ma non è così.

Le misurazioni basate sull’Universo vicino indicano costantemente un tasso di espansione più alto — circa 73 chilometri al secondo per megaparsec — mentre le previsioni derivate dall’Universo primitivo forniscono un valore inferiore, vicino a 67 o 68.

Sebbene la differenza numerica sia modesta, è molto più grande di quanto possa essere spiegato dall’incertezza statistica.

Questo persistente disaccordo, noto come tensione di Hubble, è stato ora osservato in molteplici studi e tecniche indipendenti.

Riunendo decenni di osservazioni indipendenti in un unico quadro unificato, una collaborazione internazionale di astronomi ha ottenuto la misurazione diretta più precisa fino ad oggi del tasso di espansione dell’Universo vicino.

In un articolo pubblicato il 10 aprile su Astronomy & Astrophysics, la H0 Distance Network (H0DN) Collaboration riporta un valore della costante di Hubble di 73,50 ± 0,81 chilometri al secondo per megaparsec, corrispondente a una precisione di poco superiore all’1%.

Lo studio, “The Local Distance Network: a community consensus report on the measurement of the Hubble constant at ∼1% precision”, è il risultato di un ampio sforzo comunitario lanciato al Breakthrough Workshop dell’International Space Science Institute (ISSI), “What is under the H0od?”, tenutosi presso l’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.”

NSF NOIRLab ha contribuito sia con competenze che dati osservativi a questo sforzo. John Blakeslee, astronomo e Direttore dei Servizi di Ricerca e Scienza presso NSF NOIRLab, è membro della collaborazione.

Lo studio include dati provenienti dai telescopi dell’Osservatorio Interamericano NSF Cerro Tololo (CTIO) in Cile e dell’Osservatorio Nazionale NSF Kitt Peak (KPNO) in Arizona, entrambi programmi della NSF NOIRLab. Questi dati sono stati incorporati in un quadro più ampio e collaborativo che abbraccia sia osservatori terrestri che spaziali, contribuendo a rafforzare il risultato complessivo.

Invece di affidarsi a un unico metodo, il team ha costruito una “rete di distanza” che collega molte tecniche sovrapposte per misurare le distanze attraverso l’Universo locale.

Queste 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.

Questo approccio consente più percorsi indipendenti verso lo stesso risultato finale e consente un test critico: la discrepanza è causata da un errore all’interno di un singolo metodo? I risultati indicano che ciò è improbabile.

Anche quando le singole tecniche vengono rimosse dall’analisi, il risultato complessivo cambia solo minimamente.

Le misurazioni indipendenti rimangono coerenti tra loro, rafforzando la robustezza del tasso di espansione misurato localmente.

“Questo lavoro esclude di fatto spiegazioni della tensione di Hubble che si basano su un singolo errore trascurato nelle misurazioni locali della distanze,” 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.”

Le implicazioni sono significative. Il tasso di espansione più basso dedotto dall’Universo primordiale dipende dal modello standard della cosmologia, che descrive come l’Universo si sia evoluto dal Big Bang.

Se quel modello è incompleto — ad esempio, se non tiene pienamente conto del comportamento dell’energia oscura, delle nuove particelle o delle modifiche alla gravità — le sue previsioni per il tasso di espansione attuale verrebbero influenzate.

In tal caso, la tensione di Hubble potrebbe non essere il risultato di un errore di misura, ma piuttosto la prova che il modello attuale dell’Universo manca di un componente chiave.

La rete locale a distanza stabilisce anche un quadro per future indagini. Rendendo i suoi metodi e dati accessibili apertamente, la collaborazione ha creato una base che può essere ampliata con nuove osservazioni.

Con gli osservatori di nuova generazione che si prevede forniranno misurazioni ancora più precise, gli astronomi mirano a determinare se questa discrepanza verrà infine risolta o se continuerà a indicare nuove fisiche.

 

 

CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/J. Pollard. Image Processing: D. de Martin & M. Zamani (NSF NOIRLab)