Usando la moda nello spazio e nel tempo, descritta per la prima volta da Einstein, il Telescopio Spaziale Hubble ha anche lasciato intendere che le nostre teorie sull'universo sono tutt'altro che complete.
Una significativa svolta cosmica nella storia è stata la consapevolezza di Edwin Hubble nel 1925 che l'universo non è statico, ma in espansione. Gli astronomi hanno usato Hubble, così come altri dispositivi (sulla terra e nello spazio), per correggere con precisione questa velocità. Per questo, la stranezza dello spazio e del tempo è stata utile.
Un potente obiettivo cosmico si verifica quando la luce proviene da un punto distante nell'Universo e incontra un oggetto enorme sul suo percorso. Tali "barriere", come le galassie, fanno sì che lo spazio-tempo si pieghi e si deformi. Questo è stato descritto dalla teoria generale della relatività. Se l'allineamento si trova tra noi e una sorgente di luce lontana, un oggetto massiccio può creare una "lente" spazio-temporale, che fa aumentare e distorcere la luce nello spazio.
Numerose immagini lente e archi distorti vengono generalmente osservate durante le riprese nello spazio profondo. Hubble ha utilizzato lenti naturali per potenziare il suo potenziale nell'ambito del progetto Frontier Fields, osservando oltre l'ottica.
Ma questi ingranditori naturali nello spazio-tempo possono essere usati per altri scopi. Ad esempio, uno studio recente verifica una costante fondamentale che descrive l'espansione inesorabile e accelerata dell'universo. Lo studio si chiamava H0LiCOW. Ma questi obiettivi non sono perfetti. Cioè, dalla stessa fonte remota (per esempio, un quasar antico) può ricevere luce in modi diversi lungo diverse regioni dello spazio-tempo deformato. Invece di una lente, ce ne sono molte, messe insieme. In questo caso, Hubble osserva lo stesso quasar, ma ogni immagine passa attraverso obiettivi diversi in un intervallo di tempo diverso. Ecco alcuni esempi:
Cinque quasar con obiettivo e il primo piano della galassia, studiati nel progetto H0LICOW
Hubble osservò due brillanti quasar, i cui nuclei galattici altamente attivi producevano un brillante luccichio. Utilizzando il ritardo del flicker come punto di misurazione, i ricercatori sono stati in grado di ottenere una misurazione accurata dell'espansione dello spazio, confermando i dati precedenti dalla costante di Hubble (il numero che determina il tasso di espansione).
"Il nostro metodo è il modo più semplice per misurare la costante di Hubble. Dopotutto, qui si usa solo la geometria e la teoria generale della relatività ", ha affermato l'astronomo Frederick Kurbin del Politecnico federale di Losanna in Svizzera.
Seguendo questa tecnica, i ricercatori hanno misurato la costante con una precisione del 3,8% - questa è la misura più accurata di tutti. "Una tale misurazione del numero di Hubble è il regalo più degno di recente", ha detto il partecipante al progetto Vivien Bonven.
Per le misurazioni precedenti, le Cefeidi di stelle variabili sono state prese per tracciare le distanze e ottenere il tasso di espansione. Queste stelle differiscono in luminosità, ma in modo molto prevedibile, il che li rende grandi fari. Il nuovo studio è coerente con i precedenti dati di Hubble, solo che sono più accurati e confermano che l'Universo si sta espandendo più velocemente di quanto i modelli spaziali prevedono. Le osservazioni dell'osservatorio spaziale di Planck, che cattura le radiazioni di fondo (reliquia) delle microonde, sono coerenti con le teorie universali. Le misurazioni di Planck rappresentano l'universo antico dopo il Big Bang e le misurazioni di Hubble mostrano la sua posizione miliardi di anni dopo e la velocità di espansione. Ciò dimostra che non comprendiamo appieno come funziona lo spazio.
"La costante di Hubble è cruciale per l'astronomia moderna, poiché espande i confini della nostra comprensione del cosmo. Con il suo aiuto, scopriremo se si tratta di materia oscura e ordinaria o c'è qualcos'altro ", dice il ricercatore capo Sherry Sue del Max Planck Institute for Astrophysics.
