Per gli umani, la stella più importante dell’universo è il nostro Sole. La seconda stella più importante è incastonata nella galassia di Andromeda. Non cercatela: la stella tremolante è a 2,2 milioni di anni luce di distanza, ed è 1/100.000 della luminosità della stella più debole visibile all’occhio umano. Eppure, un secolo fa, la sua scoperta da parte di Edwin Hubble, allora astronomo presso i Carnegie Observatories, aprì gli occhi dell’umanità su quanto sia grande l’universo in realtà e rivelò che la nostra galassia, la Via Lattea, è solo una delle centinaia di miliardi di galassie nell’universo, inaugurando il raggiungimento della maggiore età per gli umani come una specie curiosa che poteva riflettere scientificamente sulla nostra stessa creazione attraverso il messaggio della luce delle stelle. Carnegie Science e la NASA stanno celebrando questo centenario al 245° incontro dell’American Astronomical Society a Washington, DC
La stella apparentemente infausta, chiamata semplicemente V1, ha spalancato un vaso di Pandora pieno di misteri sul tempo e sullo spazio che ancora oggi sfidano gli astronomi. Utilizzando il più grande telescopio del mondo a quel tempo, il telescopio Hooker da 100 pollici finanziato dalla Carnegie presso l’Osservatorio di Mount Wilson in California, Hubble scoprì la stella discreta nel 1923. Questo raro tipo di stella pulsante, chiamata variabile Cefeide, viene utilizzata come marcatore di riferimento per oggetti celesti distanti. Non ci sono nastri di misurazione nello spazio, ma all’inizio del XX secolo Henrietta Swan Leavitt aveva scoperto che il periodo di pulsazione delle variabili Cefeidi è direttamente legato alla loro luminosità. Molti astronomi hanno creduto a lungo che il limite della Via Lattea segnasse il limite dell’intero universo. Ma Hubble ha determinato che V1, situata all’interno della “nebulosa” di Andromeda, si trovava a una distanza che superava di gran lunga qualsiasi cosa nella nostra galassia, la Via Lattea. Ciò ha portato Hubble alla sbalorditiva conclusione che l’universo si estende ben oltre la nostra galassia. In effetti Hubble aveva sospettato che ci fosse un universo più grande là fuori, ma ecco la prova del nove. Era così stupito che scarabocchiò un punto esclamativo sulla lastra fotografica di Andromeda che individuava la stella variabile.
Di conseguenza, la scienza della cosmologia esplose quasi da un giorno all’altro. Il contemporaneo di Hubble, l’illustre astronomo di Harvard Harlow Shapley, quando Hubble gli comunicò la scoperta, ne fu sconvolto. “Ecco la lettera che ha distrutto il mio universo“, si lamentò con la collega astronoma Cecilia Payne-Gaposchkin, che si trovava nel suo ufficio quando aprì il messaggio di Hubble. Solo tre anni prima, Shapley aveva presentato la sua interpretazione osservativa di un universo molto più piccolo in un dibattito tenutosi una sera allo Smithsonian Museum of Natural History di Washington. Sosteneva che la galassia della Via Lattea era così grande che doveva comprendere l’intero universo. Shapley insisteva sul fatto che le misteriosamente sfocate “nebulose a spirale”, come Andromeda, erano semplicemente stelle che si formavano alla periferia della nostra Via Lattea, e irrilevanti. Hubble non avrebbe potuto immaginare che 70 anni dopo, uno straordinario telescopio che portava il suo nome, lanciato a centinaia di miglia sopra la Terra, avrebbe continuato la sua eredità. Il meraviglioso telescopio ha reso “Hubble” una parola familiare, sinonimo di meravigliosa astronomia. Oggi, il telescopio spaziale Hubble della NASA spinge i confini della conoscenza oltre 10 volte più lontano di quanto Edwin Hubble avrebbe mai potuto vedere. Il telescopio spaziale ha sollevato il sipario su un universo compulsivo pieno di stelle attive, galassie in collisione e buchi neri in fuga, tra i fuochi d’artificio celesti dell’interazione tra materia ed energia.
Edwin Hubble fu il primo astronomo a compiere i primi passi che avrebbero portato al telescopio spaziale Hubble, rivelando un oceano apparentemente infinito di galassie. Pensava che, nonostante la loro abbondanza, le galassie avessero solo poche forme specifiche: spirali a mulinello, ellittiche a forma di pallone da football e stravaganti galassie irregolari. Pensava che questi potessero essere indizi sull’evoluzione delle galassie, ma la risposta dovette attendere il leggendario Hubble Deep Field del telescopio spaziale Hubble nel 1994. La scoperta più significativa che l’analisi di Edwin Hubble ha mostrato è stata che più la galassia è lontana, più sembra allontanarsi rapidamente dalla Terra. L’universo sembrava espandersi come un pallone. Questo si basava sul fatto che Hubble collegava le distanze delle galassie all’arrossamento della luce, il redshift, che aumentava proporzionalmente quanto più lontane erano le galassie. I dati sul redshift furono raccolti per la prima volta dall’astronomo del Lowell Observatory Vesto Slipher, che studiò spettroscopicamente le “nebulose a spirale” un decennio prima di Hubble. Slipher non sapeva che fossero extragalattiche, ma Hubble fece la connessione. Slipher interpretò per la prima volta i suoi dati sul redshift come un esempio dell’effetto Doppler. Questo fenomeno è causato dalla luce che si allunga a lunghezze d’onda più lunghe e rosse se una sorgente si allontana da noi. Per Slipher, era curioso che tutte le nebulose a spirale sembrassero allontanarsi dalla Terra. Due anni prima che Hubble pubblicasse le sue scoperte, il fisico belga e sacerdote gesuita Georges Lemaître analizzò le osservazioni di Hubble e Slifer e giunse per la prima volta alla conclusione di un universo in espansione. Questa proporzionalità tra le distanze delle galassie e i redshift è oggi definita legge di Hubble-Lemaître.
Poiché l’universo sembrava espandersi uniformemente, Lemaître si rese conto che il tasso di espansione poteva essere riportato indietro nel tempo, come se si riavvolgesse un film, finché l’universo non fosse diventato inimmaginabilmente piccolo, caldo e denso. Fu solo nel 1949 che il termine “big bang” entrò di moda. Fu un sollievo per il contemporaneo di Edwin Hubble, Albert Einstein, che dedusse che l’universo non poteva rimanere stazionario senza implodere sotto l’attrazione della gravità. Il tasso di espansione cosmica è ora noto come costante di Hubble. Ironicamente, lo stesso Hubble non accettò mai del tutto l’universo in fuga come interpretazione dei dati sullo spostamento verso il rosso. Sospettava che qualche fenomeno fisico sconosciuto stesse dando l’illusione che le galassie si stessero allontanando l’una dall’altra. Aveva in parte ragione nel dire che la teoria della relatività speciale di Einstein spiegava lo spostamento verso il rosso come un effetto della dilatazione del tempo proporzionale all’allungamento dello spazio in espansione. Le galassie sembrano solo sfrecciare attraverso l’universo. Lo spazio invece si sta espandendo.
Dopo decenni di misurazioni precise, il telescopio Hubble è arrivato per stabilire con precisione il tasso di espansione, dando all’universo un’età di 13,8 miliardi di anni. Ciò ha richiesto di stabilire il primo gradino di quella che gli astronomi chiamano la “scala delle distanze cosmiche” necessaria per costruire un metro di paragone per le galassie più lontane. Sono cugine delle stelle variabili Cefeidi V1 che il telescopio Hubble può rilevare fino a oltre 100 volte più lontano dalla Terra rispetto alla stella scoperta per la prima volta da Edwin Hubble. L’astrofisica fu nuovamente capovolta nel 1998, quando il telescopio Hubble e altri osservatori scoprirono che l’universo si stava espandendo a un ritmo sempre più veloce, attraverso un fenomeno soprannominato “energia oscura”. Einstein fu il primo a giocherellare con questa idea di una forma repulsiva di gravità nello spazio, chiamandola costante cosmologica.
Ancora più misteriosamente, l’attuale tasso di espansione sembra essere diverso da quello che i moderni modelli cosmologici dell’universo in via di sviluppo predirebbero, confondendo ulteriormente i teorici. Oggi gli astronomi stanno lottando con l’idea che qualsiasi cosa stia accelerando l’universo potrebbe cambiare nel tempo. Il telescopio spaziale Roman della NASA , con la capacità di effettuare grandi indagini cosmiche, dovrebbe portare a nuove intuizioni sul comportamento della materia oscura e dell’energia oscura. Roman probabilmente misurerà la costante di Hubble tramite supernovae con lente. Questa grandiosa avventura lunga un secolo, alla scoperta delle profondità dell’ignoto, ebbe inizio quando Hubble fotografò una grande macchia di luce, la galassia di Andromeda, presso l’Osservatorio di Mount Wilson, in alto sopra Los Angeles. In breve, Edwin Hubble è l’uomo che ha spazzato via l’antico universo e ne ha scoperto uno nuovo che avrebbe ridotto l’autopercezione dell’umanità a un puntino insignificante nel cosmo.
Il telescopio spaziale Hubble è operativo da oltre tre decenni e continua a fare scoperte rivoluzionarie che plasmano la nostra comprensione fondamentale dell’universo. Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra NASA ed ESA (Agenzia spaziale europea). Il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, gestisce il telescopio e le operazioni della missione. Anche Lockheed Martin Space, con sede a Denver, supporta le operazioni della missione a Goddard. Lo Space Telescope Science Institute di Baltimora, gestito dall’Association of Universities for Research in Astronomy, conduce le operazioni scientifiche di Hubble per la NASA.
Fonte: https://science.nasa.gov/missions/hubble/nasa-celebrates-edwin-hubbles-discovery-of-a-new-universe/
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