Cos’è la costante di Hubble e qual è il suo legame con l’Universo?
La costante espansione dell’universo
Da quando è avvenuto il Big Bang, l’universo è in continua espansione. Ma come siamo arrivati a questa conclusione? Per determinare il ritmo di espansione dell’universo, lo scienziato Edwin Hubble ha calcolato una costante basandosi sulle sue misurazioni stellari nel 1929. Questo valore, fondamentale in cosmologia, permette di dedurre anche l’età e le dimensioni dell’universo.
• La costante espansione dell’universo
• La scoperta della costante di Hubble
• La creazione dello spazio tra le galassie
• La conoscenza dell’età dell’universo
• La formula di Hubble e l’età dell’universo
• La risposta è nell’energia oscura
• La spinta dell’energia oscura
• La misurazione della costante di Hubble
Infatti, la scoperta di Hubble ha permesso di prevedere a quale velocità un oggetto astronomico si allontanerebbe dalla Terra, conoscendo in anticipo la sua distanza da essa. Il valore della costante di Hubble è, da decenni, oggetto di dibattito tra gli astrofisici che cercano di determinarlo con precisione. Non si è ancora raggiunto un consenso che permetta di definire la velocità esatta di allontanamento di stelle e galassie.
La scoperta della costante di Hubble
Quasi un secolo fa, Hubble aveva scoperto che più una galassia era lontana, maggiore era il suo spostamento verso il rosso. Così formulò la legge cosmologica di velocità e distanza. Secondo questa legge, nota come la legge di Hubble, più grande è la distanza di una galassia, più rapidamente si allontana, come riportato nell’enciclopedia Britannica.
Prima di questo evento, gli scienziati teorizzavano già sull’espansione dell’universo. Hubble, tuttavia, lo dimostrò attraverso le sue osservazioni.
La creazione dello spazio tra le galassie
Nel suo ritrovamento, Hubble notò che c’erano galassie che, secondo il loro spostamento verso il rosso, sembravano allontanarsi da noi a velocità superiori a quella della luce. Ma è possibile? Questo infrangerebbe la legge della relatività generale di Einstein. In realtà, ciò che accade è diverso: si sta creando spazio tra le galassie, il che significa che l’universo si sta espandendo.
La conoscenza dell’età dell’universo
Oltre a sapere che si espande, conosciamo anche la sua età. Per capire meglio, immaginiamo un’onda elettromagnetica emessa da una galassia molto lontana che viaggia verso la Terra. Mentre attraversa il nuovo spazio creato, dovrà occupare quel vuoto e quindi aumenterà la sua lunghezza d’onda, spostandola verso il rosso. Man mano che la galassia è più lontana, l’onda dovrà percorrere più spazio, quindi si allungherà sempre di più, spostandosi sempre più verso il rosso. Questo è noto come spostamento verso il rosso cosmologico.
La formula di Hubble e l’età dell’universo
Quindi Hubble è stato in grado di formulare un’equazione che si concentra sul calcolo dell’espansione dell’universo, il che gli ha permesso di dettagliare quanto tempo impiegavano a raggiungerci le onde emesse dalle galassie.
Ma si può anche conoscere l’età dell’universo attraverso la stessa costante. Come? Con la stessa equazione, che stabilisce una relazione proporzionale tra le distanze delle galassie e la velocità con cui si allontanano, si può calcolare. Il tempo in questa equazione dovrebbe essere l’età dell’universo: a seconda del valore della costante, sarebbe di 14 miliardi di anni, molto vicino all’età calcolata più recentemente di 13,8 miliardi di anni.
La risposta è nell’energia oscura
La spinta dell’energia oscura
Lo spazio – o vuoto – tra le galassie è spinto dall’energia oscura, un concetto che Einstein ha contemplato nella sua teoria della relatività. Si tratta di una gravità repulsiva: l’energia oscura esercita l’effetto opposto alla gravità, che si indebolisce nello spazio tra le galassie, spiega il professor Adam Riess, premio Nobel per la Fisica, nel seguente video della NASA. L’energia oscura è responsabile del fatto che l’espansione dell’universo sia sempre più rapida.
La misurazione della costante di Hubble
Per misurare la costante di Hubble, gli astronomi utilizzano i dati dello spazio profondo ottenuti dai telescopi spaziali Hubble e James Webb, quest’ultimo lanciato quasi due anni fa. L’obiettivo è calcolare questa costante con una precisione dell’1%.