Un articolo pubblicato sulla rivista “Astronomy & Astrophysics” riporta un metodo per misurare la velocità di espansione dell’universo che tiene conto delle differenze tra le supernove di tipo Ia utilizzate. Un team di ricercatori guidato da Nandita Khetan, dottoranda al Gran Sasso Science Institute e associata all’Istituto Nazionele di Fisica Nucleare (INFN) ha proposto un metodo per calibrare le distanze di quelle supernove usando le fluttuazioni di brillanza superficiale (in inglese surface brightness fluctuations, SBF) delle galassie che le ospitano. Il risultato è più vicino a quelli già calcolati con altri metodi rispetto a quello ottenuto senza quella calibrazione. Non risolve il problema dei valori della cosiddetta costante di Hubble molto diversi ma suggerisce la possibilità che il problema sia dovuto a imprecisioni strumentali e che non richieda una nuova fisica.

La costante di Hubble, com’è chiamata la velocità di espansione dell’universo, è stata calcolata in parecchi modi diversi che vanno dall’uso della radiazione cosmica di fondo a quello di supernove, quasar, cefeidi, giganti rosse e altro ancora. Quella che è stata definita una tensione nel campo della fisica è causata da valori incompatibili tra di loro, troppo diversi anche tenendo conto dei margini di errore. Una possibilità è che sia necessario espandere le nostre conoscenze della fisica per trovare la spiegazione ma forse il problema è nei limiti dei nostri strumenti. L’immagine (Cortesia Khetan et. al) mostra diversi valori della costante di Hubble calcolati negli ultimi anni in vari modi.

Uno dei metodi per calcolare la costante di Hubble è basato sulle supernove di tipo Ia, quelle generate da esplosioni di nane bianche che hanno rubato gas a stelle vicine fino a raggiungere una soglia critica.
Queste misurazioni sono state basate su calibrazioni effettuate usanto le stelle variabili chiamate Cefeidi presenti nelle stesse galassie. Il risultato più recente ha un picco di probabilità a 73,2 km/s per megaparsec. Esso è non solo molto maggiore dei 67,4 km/s per megaparsec calcolati usando la radiazione cosmica di fondo mappata alla sonda spaziale Planck Surveyor dell’ESA ma, anche calcolando i margini di errore delle due misurazioni, rende queste misurazioni incompatibili.

Il team di Nandita Khetan ha provato a calcolare la costante di Hubble usando un campione di 24 supernove di tipo Ia calibrando le distanze con un altro metodo, quello delle fluttuazioni di brillanza superficiale. Il risultato è di 70,5 km/s per megaparsec, un valore che rimane più elevato rispetto a quelli calcolati con altri metodi ma abbassa il valore calcolato usando la calibrazione con le Cefeidi.

Le differenze nei risultati a seconda del tipo di calibrazione utilizzato sono notevoli. Ciò mostra le difficoltà che esistono nel calcolare distanze intergalattiche con una precisione sufficiente a ottenere misurazioni affidabili della velocità di espansione dell’universo. L’ambiente attorno alle supernove potrebbe influire in modo fondamentale perché le Cefeidi si trovano nelle galassie a spirale e non nelle galassie ellittiche, dove in genere viene utilizzato il metodo delle fluttuazioni di brillanza superficiale.

In sostanza, forse è presto per dire che serve una nuova fisica per risolvere il problema della misurazione della costante di Hubble. Intendiamoci, le discussioni continueranno perché negli ultimi anni questo valore è stato calcolato usando parecchi metodi diversi dando risultati diversi che hanno contribuito alla tensione. Tuttavia, questo nuovo studio suggerisce che vi sia un certo margine per interpretare le discrepanze.

Se finalmente verrà lanciato il telescopio spaziale James Webb sarà possibile compiere nuove osservazioni che dovrebbero offrire misurazioni più precise e, assieme all’osservatorio spaziale Vera Rubin, sfruttare maggiormente il metodo delle fluttuazioni di brillanza superficiale. Sicuramente, nel frattempo ci saranno altri sviluppi attorno al problema della costante di Hubble e forse sarà finalmente possibile ottenere risultati precisi per risolvere il mistero.