Unul dintre cele mai mari mistere ale cosmologiei ar putea fi rezolvat printr-un nou mod de calcul

Astronomii știu de mult timp că Universul se extinde, însă viteza exactă rămâne unul dintre cele mai mari mistere ale cosmologiei.

Pentru a determina cât de repede crește astăzi, oamenii de știință calculează o valoare numită constanta lui Hubble. Se folosesc mai multe tehnici independente pentru a o măsura și, deoarece se bazează pe aceleași principii fizice fundamentale, ar trebui să producă rezultate identice.

• Au bărbații nevoie de mai multe calorii decât femeile? Iată ce spun specialiștii!
• Test de cultură generală. De ce apar alunițele?

În schimb, măsurătorile bazate pe observațiile universului timpuriu intră în conflict cu cele extrase din Universul mai recent. Această neconcordanță este cunoscută sub numele de tensiunea Hubble și reprezintă una dintre cele mai importante probleme nerezolvate ale cosmologiei moderne.

Un grup de astrofizicieni de la Colegiul de Inginerie Grainger (Illinois, SUA) și de la Universitatea din Chicago (SUA) a introdus o nouă modalitate de a calcula constanta lui Hubble folosind undele gravitaționale.

Abordarea lor îmbunătățește precizia tehnicilor anterioare bazate pe aceste unde. Pe măsură ce detectoarele devin mai sensibile, această metodă ar putea oferi măsurători și mai clare, ajutându-i pe oamenii de știință să elimine discrepanța din spatele tensiunii Hubble, scrie ScienceDaily.

O nouă unealtă pentru cosmologie

„Obținerea unei măsurători independente a constantei lui Hubble este esențială pentru a rezolva tensiunea actuală. Metoda noastră este o cale inovatoare de a spori acuratețea deducțiilor folosind undele gravitaționale”, a explicat profesorul de fizică Nicolás Yunes.

„Nu în fiecare zi inventezi un instrument complet nou pentru cosmologie. Arătăm că, folosind zumzetul de fundal al undelor gravitaționale provenite de la fuziunea găurilor negre din galaxii îndepărtate, putem afla detalii despre vârsta și compoziția universului”, a adăugat și Daniel Holz, profesor la UChicago.

În mod tradițional, astronomii folosesc „lumânări standard”, cum ar fi supernovele. Deoarece le cunosc luminozitatea reală, pot calcula distanța lor față de Pământ și viteza cu care se îndepărtează.

Totuși, determinarea vitezei de îndepărtare a sursei este dificilă fără a detecta și lumina emisă de coliziune sau fără a identifica galaxia gazdă.

Unul dintre cele mai mari mistere ale cosmologiei

În ultima lor lucrare, cercetătorii descriu o metodă de estimare a constantei lui Hubble prin studierea coliziunilor de găuri negre pe care detectoarele actuale nu le pot identifica individual. Împreună, aceste nenumărate evenimente discrete creează ceea ce se numește fundalul de unde gravitaționale.

Echipa a demonstrat că, dacă valoarea constantei Hubble ar fi mai mică, volumul total observabil al universului ar fi și el mai mic. Asta ar însemna că acele coliziuni sunt concentrate într-un spațiu mai strâns, crescând intensitatea generală a zumzetului cosmic.

Dacă acest semnal de fundal nu este detectat la un anumit nivel, pot fi excluse ratele de expansiune mai lente. Cercetătorii au numit această abordare metoda sirenei stocastice.

Folosind datele actuale ale rețelei LIGO-Virgo-KAGRA, echipa a reușit deja să excludă anumite rate de expansiune foarte lente. Odată ce fundalul de unde gravitaționale va fi detectat direct (estimat în aproximativ șase ani), această strategie va deveni și mai precisă.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Fizicienii de la CERN au recreat condițiile din prima milisecundă a Universului

O particulă subatomică detectată pe Pământ în 2023 ar putea explica aproape totul despre Univers

Telescopul Spațial James Webb a rezolvat misterul stelelor veșnic tinere din zorii Universului

Noi perspective asupra energiei întunecate, dezvăluite într-un studiu masiv al Universului