3 minuti di letturaNulla di nuovo (per ora) sull’universo dall’Atacama Cosmology Telescope

I lettori più affezionati di Quantizzando ormai lo sanno: in cosmologia i conti non tornano. O meglio, forse le osservazioni non tornano. Non importa: comunque sia c’è qualche problema.

Da diversi anni ormai ci siamo resi conto che la stima della costante di Hubble misurata con la radiazione cosmica di fondo (satellite ESA Planck) non coincide statisticamente con quella ottenuta tramite la misura della scala delle distanze (Cefeidi, Supernovae di tipo Ia).

Tutta la storia di questa tensione tra stime la trovate qua. Vi lascio un meme che ho fatto tempo fa e che riassume abbastanza bene la vita del cosmologo quadratico medio dell’ultimo decennio.

Se finora i dati migliori della radiazione cosmica di fondo erano quelli del satellite Planck, ora abbiamo una misura indipendente: l’Atacama Cosmology Telescope (ACT).

ACT è un telescopio di tipo Gregoriano che osserva il cielo a frequenze tali da poter studiare la luce della radiazione cosmica di fondo. ACT, come dice il nome stesso, si trova nel deserto di Atacama, in Cile.

L’Atacama Cosmology Telescope in tutto il suo splendore, nel deserto di Atacama, in Cile.

Che cosa ci dicono questi nuovi dati? Beh, in sostanza niente di veramente nuovo: i dati di ACT sono in perfetta sintonia con i dati già misurati da Planck. In particolare, la stima della costante di Hubble si accorda molto bene con quella determinata dall’analisi dei dati di Planck e non ci sono segni che indicano evidenze per valori diversi da quelli soliti di tutti i parametri del modello cosmologico standard: quello chiamato Lambda Cold Dark Matter model in cui abbiamo un universo in cui la gravità è descritta dalla relatività generale, c’è un 5% di materia ordinaria, 27% di materia oscura (fredda, cioè cold), un 68% di energia oscura. E, ovviamente la costante di Hubble è pari a 67 km/s/Mpc. Pochi parametri ci sono in questo modello (circa 7-8 parametri): tuttavia misure indipendenti (come ACT e Planck) ottengono risultati simili. Certo, non abbiamo idea di che cosa siano materia ed energia oscura, ma per quanto ne sappiamo non esiste un modo migliore di descrivere come funziona l’universo, per ora.

Questo dell’indipendenza delle misure di ACT e Planck è un dato importante, perché va a irrobustire le stime della costante di Hubble ottenute a valle dell’analisi della radiazione cosmica di fondo. Certo, due misure indipendenti sono importanti, tuttavia questo non vuol dire che si sia messa la parola fine alla questione. Le stime ottenute con le distanze misurate tramite Cefeidi e Supernova di tipo Ia sono altrettanto solide e non possono essere messe fuorigioco in scioltezza. Il quadro che dunque emerge, di nuovo, anche dopo le misure dell’ACT, è un quadro confuso e in cui i cosmologi non riescono a sbrogliare la matassa.

In questo grafico, tratto da https://arxiv.org/pdf/2007.07288.pdf si nota che le osservazioni (in giallo) dell’ACT si allineino alle osservazioni (in blu) di Planck. Le Cefeidi del premio Nobel 2011 Adam Riess invece restano lontane. Ma chi ha ragione? Boh!

Per rafforzare la conclusione secondo cui l’analisi dati di ACT è allineata al modello standard della cosmologia a cui è allineato anche ESA Planck con i suoi dati, gli autori dell’articolo hanno provato anche a esplorare, statisticamente, altri modelli aggiungendo un parametro supplementare alla teoria: un modo come un altro per provare a indagare i confini della nostra ignoranza cosmica. Un classico esempio è il numero di neutrini: al momento sappiamo che esistono tre tipi di neutrini (che possono oscillare l’uno nell’altro tipo, pure) ma magari esiste qualche neutrino esotico che ci sfugge. Ecco, se esistessero più neutrini la stima della costante di Hubble potrebbe essere più alta. Peccato però che i dati stessi non vadano d’accordo con un valore maggiore di 3 per i tipi di neutrino esistenti. Quindi, cippa lippa.

E adesso? Niente, si aspettano nuovi dati, anche dallo stesso ACT.

Se proprio non volete stare con le mani in mano riguardo tale questione, allora una cosa molto sensata da fare nel frattempo l’ha proposta l’astrofisico Peter Coles: un sondaggio totalmente non scientifico in cui ognuno dice la sua su come finirà questa storia della costante di Hubble.

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