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La “variabile” costante di Hubble e la teoria della bolla cosmica 

La Terra, il Sistema Solare, l’intera Via Lattea e le migliaia di galassie più vicine a noi sarebbero collocati all’interno di una vasta ‘bolla’ cosmica con un diametro di 250 milioni di anni luce, dove la densità media della materia è la metà di quella presente nel resto dell’Universo. Questa è l’ipotesi avanzata da un fisico teorico dell’Università di Ginevra, per risolvere un’enigma che divide la comunità scientifica da oltre un decennio: a che velocità si sta espandendo l’Universo?

Gli studi sulla costante di Hubble (H0), la misura del tasso di espansione dell’Universo, continuano a tenere viva l’attenzione degli scienziati.  Le migliori stime di H0 si trovano attualmente a circa 70 (km/s) / Mpc, il che significa che l’universo si sta espandendo di 70 chilometri al secondo più rapidamente ogni 3,26 milioni di anni luce. Attualmente esistono due metodi principali per calcolare la costante di Hubble, i cui risultati portano a due valori diversi.

Il primo si basa sul fondo cosmico a microonde,  la radiazione proveniente da ogni direzione del cosmo, emessa nel momento in cui l’Universo, espandendosi, è diventato abbastanza freddo da consentire alla luce di circolare liberamente – circa 370.000 anni dopo il Big Bang. Grazie ai dati di numerosi satelliti sappiamo che esistono zone più calde e altre leggermente più fredde, che corrispondono a zone a densità più o meno alta nell’Universo. Utilizzando i dati della missione Planck e considerando che l’Universo è omogeneo e isotropico, si ottiene un valore della costante di Hubble pari a 67,4 Mpc (chilometri su secondi per megaparsec).

Il secondo metodo si basa sulla misurazione della distanza di oggetti di cui possiamo conoscere la brillantezza, come le supernovae di tipo I.  Questi eventi molto luminosi consentono agli scienziati di misurare la loro distanza in maniera molto accurata, riuscendo così a ricavarne la costante di Hubble,  il cui valore risulta essere pari a 74 Mpc.

Questi due valori hanno continuato a diventare sempre più precisi nel tempo pur rimanendo diversi l’uno dall’altro, scatenando una vera e propria controversia scientifica che si è provato a risolvere proponendo una ‘nuova fisica’.  

La recente ricerca suggerisce una soluzione per spiegare questa discrepanza escludendo la necessità di creare una nuova fisica. Lo studio ipotizza che l’Universo non è così omogeneo come affermato. Ipotesi, questa, che può sembrare ovvia su scale modeste: non c’è dubbio che la materia sia distribuita diversamente all’interno di una galassia rispetto a quella esterna. È più difficile, tuttavia, immaginare un’omogeneità se si prendono in considerazione fluttuazioni della densità media della materia in volumi migliaia di volte più massicci di una galassia.

Se fossimo in una sorta di gigantesca ‘bolla’, spiega lo scienziato a capo dello studio, dove la densità della materia è significativamente inferiore alla densità dell’intero Universo, questo avrebbe conseguenze importanti sulla determinazione della costante di Hubble.  Questa ‘bolla’,  però, dovrebbe essere abbastanza grande da includere la galassia che serve da riferimento per stimare le distanze. Stabilendo un diametro della bolla pari a 250 milioni di anni luce, il fisico ha calcolato che se la densità della materia al suo interno fosse inferiore del 50% rispetto al resto dell’Universo,  si potrebbe ottenere  un nuovo valore per la costante di Hubble, che porrebbe fine ai dubbi e alle discordanze sulla velocità di espansione dell’Universo.

Lo studio è stato pubblicato su Physics Letters B.

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