O nouă metodă promite o mai bună înțelegere a expansiunii Universului
Astronomii din întreaga lume încearcă de multă vreme să determine cu exactitate viteza de expansiune a Universului. Această viteză, măsurată printr-o valoare numită constanta lui Hubble, este crucială pentru înțelegerea evoluției cosmice. Recent, o echipă de cercetători de la Colegiul de Inginerie Grainger (Illinois, SUA) și de la Universitatea din Chicago (SUA) a propus o nouă metodă de calcul a acestei constante, bazată pe detectarea undelor gravitaționale. Metoda promite o mai mare precizie și ar putea ajuta la rezolvarea unei discrepanțe majore în măsurătorile existente.
Tensiunea Hubble și conflictul măsurătorilor
Problema centrală în cosmologie este tensiunea Hubble, o disonanță între măsurătorile constantei lui Hubble obținute prin diferite metode. Măsurătorile bazate pe observațiile universului timpuriu intră în conflict cu cele extrase din universul mai recent. Această discrepanță sugerează fie o înțelegere incompletă a fizicii fundamentale, fie erori sistematice în măsurători. Noile cercetări, publicate recent, propun o abordare inovatoare care ar putea oferi o perspectivă mai clară.
Cercetătorii au dezvoltat o metodă pentru a estima constanta lui Hubble prin studiul coliziunilor de găuri negre, evenimente detectabile prin intermediul undelor gravitaționale. „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,” explică profesorul de fizică Nicolás Yunes.
Utilizarea „zumzetului” cosmic
Cea mai mare parte a undelor gravitaționale generate de coliziunile găurilor negre nu pot fi detectate individual de instrumentele actuale. Însă, aceste evenimente contribuie la un „zumzet” de fond. Echipa de cercetare a demonstrat că, prin analiza acestui fundal stocastic de unde gravitaționale, se pot obține informații importante despre rata de expansiune a universului.
„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 Daniel Holz, profesor la UChicago. Dacă valoarea constantei Hubble ar fi mai mică, volumul observabil al universului ar fi de asemenea mai mic, ceea ce ar afecta densitatea acestui „zumzet” cosmic.
Noua abordare, denumită „metoda sirenei stocastice”, se bazează pe capacitatea de a măsura intensitatea generală a undelor gravitaționale și de a o corela cu rata de expansiune a universului. Folosind datele colectate până în prezent de rețeaua LIGO-Virgo-KAGRA, cercetătorii au reușit deja să excludă anumite rate de expansiune foarte lente. Odată ce fundalul undelor gravitaționale va putea fi detectat direct, estimat în aproximativ șase ani, această metodă ar putea oferi măsurători mult mai precise.
