Existenţa „Bulelor Hubble” ar putea explica, cel puţin în parte, diferitele valori măsurate pentru viteza de expansiune a Universului şi, prin urmare, vârsta Universului. Aceasta este ipoteza emisă de către o echipă de fizicieni condusă de profesor dr. Luca Amendola de la Institute for Theoretical Physics din cadrul Heidelberg University.
În colaborare cu colegii lor din Olanda, fizicienii din Heidelberg au dezvoltat un model teoretic care plasează galaxia Calea Lactee în interiorul unei asemenea bule cosmice.
Cercetătorii cred că existenţa acestei bule cosmice poate explica unele dintre diferenţele constatate, în ceea ce priveşte viteza de expansiune a Universului, dintre măsurătorile anterioare şi cele mai recente determinări obţinute cu ajutorul satelitului Planck al European Space Agency (ESA). Rezultatele cercetărilor lor au fost publicate în revista Physical Review Letters.
Universul observabil s-a extins începând cu momentul Big Bang. Acest proces cosmic are loc şi în prezent, determinând ca galaxiile să se îndepărteze unele de altele. Viteza cu care se desfăşoară acest proces este cunoscută sub numele de constanta Hubble. Datorită importanţei sale în ceea ce priveşte determinarea caracteristicilor fundamentale ale Universului, cum ar fi vârsta sa, cosmologia modernă are ca sarcină determinarea valorii acestei constante. Există două metode ce permit obţinerea acestei valori, cu toate că rezultatele lor nu sunt identice, afirmă dr. Valerio Marra de la Institute for Theoretical Physics din cadrul Heidelberg University. „Această diferenţă de valoare a reprezentat sursa unor dezbateri aprinse şi de lungă durată în cadrul comunităţii ştiinţifice”.
O metodă de a determina valoarea constantei Hubble şi, prin urmare, viteza de expansiune a Universului, se bazează pe măsurarea radiaţiei cosmice de fond din spaţiu. Aceasta a fost emisă cu aproximativ 400.000 de ani după momentul Big Bang şi ea străbate întregul univers. Cu câteva luni în urmă, satelitul Planck al ESA a realizat noi măsurători ale acestei radiaţii cosmice. Pe de altă parte, valoarea constantei Hubble poate fi, de asemenea, obţinută din mişcarea galaxiilor aflate în apropierea galaxiei Calea Lactee, mişcare care, în mare parte, are loc ca urmare a expansiunii Universului.
„Atunci când se compară rezultatele obţinute prin aplicarea celor două metode, descrise mai sus, se constată o diferenţă de circa 9 la sută între ele", explică dr. Marra.
În urma cercetărilor efectuate pentru a explica diferenţa dintre valorile obţinute pentru rata de expansiune a Universului, echipa de fizicieni din Heidelberg a ajuns la concluzia că motivul apariţiei acesteia nu a fost determinat de existenţa unor erori, necunoscute anterior, în ceea ce priveşte metoda de măsură, ci s-a datorat unei cauze de natură fizică. Potrivit dr. Marra, existenţa „Bulelor Hubble” ar putea fi cauza căutată. „Bulele Hubble” reprezintă regiuni ale universului în care densitatea materiei scade sub valoarea mediei cosmice. „Până în prezent, nu am cunoscut cu precizie vecinătatea noastre cosmică, astfel încât nu s-a putut determina dacă suntem sau nu în interiorul unui astfel de balon", continuă dr. Marra. „Dar să presupunem, pentru un moment, că galaxia Calea Lactee se află situată într-o astfel de „Bulă Hubble”. Materia aflată în afara acestei bule ar atrage galaxiile din apropiere atât de puternic încât acestea se vor deplasa mai repede decât media galaxiilor. În acest caz, noi vom măsura o valoare mai mare a constantei Hubble, care se aplică doar în cadrul vecinătăţii noastre cosmice, dar nu şi la nivelul întregului univers". Dr. Marra crede că acest lucru ar putea explica, cel puţin parţial, rezultatele diferite ale măsurătorilor. Valoarea măsurată a constantei Hubble de către satelitul Planck ar reprezenta o valoare medie ce este aplicabilă la nivelul întregului univers. Valoarea constantei Hubble determinată cu ajutorul mişcării galaxiilor ar fi valabilă numai în apropiere de galaxia Calea Lactee. „Oricine se aşteaptă ca măsurătorile efectuate în vecinătatea noastră cosmică să se potrivească cu măsurătorile radiaţiei cosmice de fond presupune, implicit, că noi ne aflăm într-o regiune obişnuită a cosmosului. Dar această ipoteză nu este neapărat adevărată”, continuă profesorul Amendola, al cărui grup de lucru a studiat expansiunea universului timp de mai mulţi ani.
Prin utilizarea noii ipoteze de lucru, oamenii de ştiinţă au reuşit, până în prezent, să explice aproximativ un sfert din valoarea abaterilor obţinute pentru constanta Hubble. Dr. Marra şi colegii săi se aşteaptă ca o analiză mai detaliată să reducă diferenţele dintre valorile obţinute chiar mai mult. „Până în prezent noi am considerat că bula Hubble este sferică. Dar este mult mai probabil ca această bulă să fie asimetrică, ceea ce ar explica măsurătorile contradictorii într-o măsură chiar mai mare", observă dr. Ignacy Sawicki, care este, de asemenea, un cercetător din cadrul Institute for Theoretical Physics. „Dacă diferenţa dintre rezultatele obţinute va exista în continuare, acest lucru ar fi un indicator important asupra faptului că imaginea pe care ne-am format-o asupra Universului este incompletă şi din conceptul nostru privind Universul lipseşte o componentă importantă a acestuia", subliniază dr. Sawicki.
Un alt membru al echipei condusă de profesorul Amendola, alături de Valerio Marra şi Ignacy Sawicki, a fost şi dr. Wessel Valkenburg de la Instituut-Lorentz din cadrul Leiden University. Activitatea lor a fost finanţata de Collaborative Research Centre/Transregio „The Dark Universe".
Traducere de Cristian-George Podariu după hubble-expansion-universe cu acordul editorului
