Cel mai mare conflict din cosmologie s-ar putea apropia de o rezolvare datorită Telescopului Spațial James Webb (JWST). Oamenii de știință nu s-au putut pune de acord asupra ratei de expansiune a universului, cunoscută sub denumirea de constanta Hubble. Există două metode de măsurare a acesteia: pe baza supernovelor (stele care explodează) sau pe baza radiației cosmice de fond (cea mai veche lumină din univers). Aceste două tehnici au fost în conflict timp de zeci de ani, ceea ce este cunoscut acum sub denumirea de „conflictul Hubble.”
Studiile recente realizate de doi dintre jucătorii importanți din acest conflict trezesc speranțe noi că observațiile efectuate de JWST ar putea aduce un răspuns la întrebarea dacă acest conflict este real sau nu.
Cele două echipe de cercetători nu sunt de acord asupra existenței conflictului Hubble. Una dintre echipe susține că observațiile realizate de JWST nu aduc dovezi solide ale existenței conflictului Hubble, în timp ce cealaltă echipă susține contrariul. Însă ele au căzut de acord asupra măsurării distanțelor până la galaxiile apropiate, necesară pentru a deduce rata de expansiune a universului.
Consens în privința distanțelor
Modelul cosmologic standard are la bază o serie de necunoscute. Materia întunecată, substanța care adaugă galaxiilor o masă nevăzută, nu a fost detectată niciodată în mod direct. Iar energia întunecată, un fenomen care face ca expansiunea universului să se accelereze, este, de asemenea, un mare semn de întrebare. Însă modelul s-a dovedit a fi extrem de reușit pentru descrierea cosmosului.
Pornind de la fondul cosmic de radiații, oamenii de știință pot utiliza modelul cosmologic standard pentru a determina rata de expansiune de astăzi. Valoarea obținută prin această tehnică este de 67 de kilometri pe secundă pe megaparsec (un megaparsec are aproximativ 3 milioane de ani-lumină). Pe de altă parte, prin măsurarea supernovelor, valoarea obținută este de 73 de kilometri pe secundă pe megaparsec. Astfel, aceste două valori sunt în contradicție directă, ceea ce ar putea sugeră că este ceva în neregulă cu modelul cosmologic standard.
Prin determinarea ratei de expansiune prin măsurarea supernovelor, cosmologii stabilesc distanța până la supernovele îndepărtate. Aceasta necesită o tehnică denumită scară de distanță pentru a translata distanțele apropiată spre cele mai îndepărtate.
Sub o atenție deosebită se află a doua treaptă a acestei scări, în care oamenii de știință observă anumite tipuri de stele – cel mai frecvent, stele pulsante numite Cefeide – pentru a determina distanța până la galaxiile în care acestea se află, precum și până la supernovele care au apărut în aceleași galaxii. Observarea acestor stele cu JWST, care are o rezoluție mai bună decât Telescopul Spațial Hubble, ar putea identifica deficiență în măsurătorile pentru treapta respectivă.
În afară de Cefeide, oamenii de știință au utilizat alte două tipuri de stele pentru măsurarea distanțelor cu ajutorul JWST, determinând o valoare de 70 de kilometri pe secundă pe megaparsec. Având în vedere incertitudinea măsurătorilor, această valoare este mai apropiată de cea calculată cu ajutorul radiației cosmice de fond. Drept urmare, cosmologii nu trebuie să regândească universul, dar nici existența conflictului Hubble nu poate fi complet exclusă.
Constanta Hubble
Chiar dacă au căzut de acord în privința distanțelor, opiniile celor două echipe de cosmologi diferă în continuare în ceea ce privește constanta Hubble. Acest lucru s-ar putea datora numărului mic de observații efectuate cu Telescopul James Webb. Dacă ar fi observat alte galaxii, poate că ar fi ajuns la o valoare mai mare a constantei Hubble.
Oamenii de știință lucrează doar cu primele informații de la JWST. Pentru a rezolva puzzle-ul, „cel mai bun lucru pe care îl putem face este să folosim mult mai mult timp JWST pentru a studia scara distanței”, spune astronomul John Blakeslee, de la NOIRLab din Tucson, Arizona, care nu a fost implicat în studiu.
Oamenii de știință caută în continuare probleme neidentificate denumite incertitudini sistematice, care ar putea împinge în sus în mod artificial estimările constantei Hubble. Una dintre îngrijorări este aglomerarea – numeroase stele adunate într-un singur loc.
Dar mulți fizicieni sunt optimiști cu privire la conflictul Hubble. În primul rând, diverse alte metode au găsit și rate de expansiune mai mari decât cele așteptate, spune cosmologul Eleonora Di Valentino, de la Universitatea Sheffield din Anglia, care nu a fost implicată în studiu. „Conflictul Hubble este încă foarte puternic.”
Sursa: Science News