Attingendo ai dati di Vesto Slipher e Henrietta Leavitt, Hubble dimostrò una correlazione tra distanza galattica e spostamento verso il rosso o redshift. Più una galassia è distante, più la sua luce appare spostata verso l'estremità rossa dello spettro. Il tasso di questa espansione cosmica è noto come costante di Hubble e il suo valore è, più o meno, noto. Questa stima è difficile da affinare perché finora possiamo solo misurare l'espansione cosmica così come appare adesso. Ma con la costruzione di nuovi e potenti telescopi saremo in grado di osservare l'evoluzione dell'espansione cosmica grazie al redshift.

Redshift Drift

Il parametro di Hubble ha un valore di circa 70 km/s per Megaparsec. Ciò significa che se una galassia è a circa 1 Megaparsec di distanza (circa 3 milioni di anni luce), allora la galassia sembra allontanarsi da noi a circa 70 km/s. Se una galassia si trova a 2 Megaparsec di distanza, sembrerà retrocedere a circa 140 km/s. Maggiore è la distanza di una galassia, maggiore è la sua velocità apparente. Poiché l'universo è ancora in espansione dal Big Bang, ogni anno che passa una galassia è un po' più distante, e questo significa che il suo spostamento verso il rosso dovrebbe aumentare leggermente. In altre parole, l'espansione cosmica significa che gli spostamenti verso il rosso delle galassie dovrebbero spostarsi maggiormente verso il rosso nel tempo.

Questa deriva è estremamente piccola. Per una galassia distante 12 miliardi di anni luce, la velocità apparente sarebbe circa il 95% della velocità della luce, mentre la sua deriva sarebbe di soli 15 cm/s ogni anno. Troppo piccola per essere osservato dagli attuali telescopi ma l’Extremely Large Telescope (ELT), che inizierà a raccogliere dati nel 2027, avrà questa sensibilità.

Si stima che dopo 5 -10 anni di osservazioni mirate, l’ELT dovrebbe essere in grado di osservare derive dello spostamento verso il rosso dell’ordine di 5 cm/s.
Anche se questo diventerà uno strumento potente per la nostra comprensione dell’universo, richiederà molti dati e molto tempo. Quindi, un nuovo articolo propone un metodo diverso che utilizza il fenomeno noto come lente gravitazionale.

Differenza del redshift

Invece di osservare lo spostamento verso il rosso di una galassia nel corso di decenni, il team propone di cercare galassie distanti che subiscono una lente gravitazionale da una galassia più vicina. Infatti, a volte la lente gravitazionale può creare più immagini di una stessa galassia distante. Poiché ogni immagine della galassia lontana prende un percorso leggermente diverso per raggiungerci, anche la distanza di ciascun percorso è leggermente diversa. Quindi, invece di aspettare anni affinché una galassia si allontani da noi, in questo modo si potrebbero ottenere, in sol colpo, istantanee della galassia separate da anni o decenni. Ogni immagine otterrebbe uno spostamento verso il rosso leggermente diverso dall'altra e confrontando questi valori, potremmo misurare la deriva dello spostamento verso il rosso. Ma il condizionale è d'obbligo perché questa sensibilità va oltre la nostra attuale capacità di rilevamento. Ma i futuri telescopi, come l’ELT, potranno trovare facilmente galassie distanti con lenti multiple e i risultati saranno immediati.