Cosmólogos debatem quão rápido o universo está se expandindo

Wendy Freedman e Adam Riess defenderam recentemente as diferentes taxas de expansão do universo em uma reunião dos principais cosmologistas em Santa Bárbara, Califórnia.

Em 1998, duas equipes de cosmólogos observaram dúzias de supernovas distantes e inferiram que elas estão fugindo da Terra cada vez mais rápido o tempo todo. Isso significa que – ao contrário das expectativas – a expansão do universo está se acelerando e, portanto, o tecido do espaço deve ser infundido com uma repulsiva “energia escura” que compreende mais de dois terços de tudo. Para esta descoberta, os líderes de equipe, Saul Perlmutter do Projeto de Cosmologia da Supernova e Brian Schmidt e Adam Riess da Equipe de Busca de Supernova High-Z, ganharam o Prêmio Nobel de 2011 em Física.

Avancemos para julho deste ano.

Numa manhã de segunda-feira, há três semanas, muitos dos principais cosmologistas do mundo se reuniram em Santa Bárbara, na Califórnia, para discutir uma grande situação. Riess, agora com 49 anos, caminhou até a frente de uma sala de seminários para dar a palestra de abertura. Um buldogue de um homem com camisa xadrez de mangas curtas, Riess expôs as evidências, reunidas por ele mesmo e por outros, de que o universo está se expandindo muito rápido – mais rápido do que os teóricos predizem quando extrapolam do universo primitivo até o presente. dia. “Se o universo tardio e inicial não concordar, temos que estar abertos à possibilidade de uma nova física”, disse ele.

Em jogo está a teoria padrão do cosmo que reinou desde a descoberta da energia escura. A teoria, chamada ?CDM, descreve toda a matéria visível e energia no universo, juntamente com a energia escura (representada pela letra grega ?, ou lambda) e matéria escura fria (CDM), mostrando como eles evoluem de acordo com a teoria de Albert Einstein. gravidade. ? O CDM captura perfeitamente características do universo primitivo – padrões melhor vistos em antigas microondas, provenientes de um momento crítico em que o cosmo tinha 380.000 anos de idade. Desde que o primeiro mapa do Telescópio Espacial Planck deste “fundo de microondas cósmico” foi lançado em 2013, os cientistas puderam deduzir precisamente uma escala de distância no universo jovem e usar o ?CDM para avançar a partir da marca de 380.000 anos para agora, para prever a taxa atual de expansão cósmica – conhecida como a constante de Hubble, ou H0.

A equipe de Planck prevê que o universo deve se expandir a uma taxa de 67,4 quilômetros por segundo por megaparsec. Ou seja, à medida que você olha mais para o espaço, o espaço deveria estar se afastando 67,4 quilômetros por segundo mais rápido para cada megaparsec de distância, assim como duas marcas em um balão em expansão se separam mais rapidamente quanto mais distantes estão. Medições de outras características do início do universo chamadas “oscilações acústicas bariônicas” produzem exatamente a mesma previsão: H0 = 67,4. No entanto, as observações do universo real pela equipe de Riess sugeriram durante seis anos que a previsão estava errada.

Adam Riess, cosmologista da Universidade Johns Hopkins, deu sua palestra de abertura no Instituto Kavli de Física Teórica em Santa Bárbara, Califórnia.

Naquela manhã de julho, em uma sala com uma vista obstruída do Pacífico, Riess parecia ter um segundo prêmio Nobel em sua mira. Entre os 100 especialistas na multidão – representantes convidados de todos os principais projetos cosmológicos, juntamente com teóricos e outros especialistas interessados ??- ninguém poderia negar que suas chances de sucesso melhoraram drasticamente na sexta-feira anterior.

Antes da conferência, uma equipe de cosmologistas que se autodenominava H0LiCOW havia publicado sua nova medição da taxa de expansão do universo. À luz de seis quasares distantes, o H0LiCOW fixou o H0 em 73,3 quilômetros por segundo por megaparsec – significativamente mais alto do que a previsão de Planck. O que importava era o quão perto 73,3 H0LiCOW caiu para medições de H0 por SH0ES – a equipe liderada por Riess. SH0ES mede a expansão cósmica usando uma “escada de distância cósmica”, um método gradual de medir distâncias cosmológicas. A última medição do SH0ES em março apontou o H0 em 74,0, bem dentro das margens de erro do H0LiCOW.

“Meu coração estava aflito”, Riess me contou, de sua visão inicial do resultado da H0LiCOW duas semanas antes de Santa Barbara.

Por seis anos, a equipe do SH0ES afirmou que havia encontrado uma discrepância com previsões baseadas no universo inicial. Agora, as medições combinadas de SH0ES e H0LiCOW cruzaram um limiar estatístico conhecido como “cinco sigma”, o que tipicamente significa uma descoberta de nova física. Se a constante de Hubble não for 67, mas na verdade 73 ou 74, então está faltando alguma coisa no ?CDM – algum fator que acelera a expansão cósmica. Este ingrediente extra adicionado à mistura familiar de matéria e energia produziria uma compreensão mais rica da cosmologia do que a bastante insípida ? que a teoria do MDL fornece.

Durante sua palestra, Riess disse sobre o abismo entre 67 e 73: “Essa diferença parece ser robusta”.

“Eu sei que chamamos isso de ‘tensão constante de Hubble'”, acrescentou ele, “mas ainda podemos chamar isso de problema?”

Ele fez a pergunta ao colega ganhador do Prêmio Nobel David Gross, físico de partículas e ex-diretor do Instituto Kavli de Física Teórica (KITP), onde a conferência aconteceu.

Não chamamos isso de tensão ou problema, mas sim de crise“, disse Gross.

Então estamos em crise.”

Para aqueles que tentam entender o cosmos, uma crise é a chance de descobrir algo grande. Lloyd Knox, membro da equipe do Planck, falou depois de Riess. “Talvez a constante tensão de Hubble seja o entusiasmante colapso do CDM que todos nós fomos, ou muitos de nós temos esperado e esperando”, disse ele.

A Constante de Hubble “Surd”

Quando as conversas terminavam, muitos participantes lotavam uma van com destino ao hotel. Passamos por palmeiras com o oceano à direita e as montanhas de Santa Ynez à esquerda distante. Wendy Freedman, uma veterana frequente do Hubble, empoleirou-se na segunda fila. Uma mulher magra e calma de 62 anos, Freedman liderou a equipe que fez a primeira medição de H0 com precisão de 10%, chegando a um resultado de 72 em 2001.

O motorista, um californiano jovem e barbudo, ouviu falar do problema do Hubble e da questão de como chamá-lo. Em vez de tensão, problema ou crise, ele sugeriu “surd”, sem sentido ou irracional. A constante de Hubble surd.

Freedman, no entanto, parecia menos tonto do que o congressista médio sobre a aparente discrepância e não estava pronto para chamá-lo real. “Temos mais trabalho a fazer”, ela disse baixinho, quase pronunciando as palavras.

Freedman passou décadas melhorando as medidas de H0 usando o método da escada de distância cósmica. Por um longo tempo, ela calibrou os degraus da sua escada usando estrelas cefeidas – as mesmas estrelas pulsantes de brilho conhecido que o SH0ES também usa como “velas padrão” em sua escada de distância cósmica. Mas ela se preocupa com fontes desconhecidas de erro. “Ela sabe onde todos os esqueletos estão enterrados”, disse Barry Madore, marido de Freedman e colaborador próximo, que se sentou na frente ao lado do motorista.


Se o universo tardio e inicial não concordar, temos que estar abertos à possibilidade de nova física.” Adam Riess


Freedman disse que é por isso que ela, Madore e seu programa Carnegie-Chicago Hubble (CCHP) estabeleceram vários anos atrás o uso de “ponta do ramo gigante vermelho” estrelas (TRGBs) para calibrar uma nova escada de distância cósmica. Os TRGBs são o que estrelas como o nosso sol transformam brevemente no final de suas vidas. Inchado e vermelho, eles ficam cada vez mais claros até atingirem um pico de brilho característico causado pela repentina ignição do hélio em seus núcleos. Freedman, Madore e Myung Gyoon Lee ressaltaram pela primeira vez em 1993 que esses gigantes vermelhos podem servir como velas padrão. Agora Freedman os havia colocado para trabalhar. Quando desembarcamos da van, perguntei a ela sobre a conversa programada. “É a segunda palestra depois do almoço de amanhã”, disse ela.

“Esteja lá”, disse Madore, com um brilho nos olhos, quando nos separamos.

Quando cheguei ao meu quarto de hotel e verifiquei o Twitter, descobri que tudo havia mudado. Freedman, Madore e o jornal da equipe do CCHP acabaram de desistir. Usando estrelas do ramo gigante vermelho, eles fixaram a constante de Hubble em 69,8 – notavelmente a menos de 74,0 medições de SH0ES usando cefeidas e 73,3 H0LiCOW de quasares, e mais do que a meio caminho da previsão de Planck de 67,4. “O Universo está apenas brincando conosco neste momento, certo?”, Um astrofísico twittou. As coisas estavam ficando “surd”.

Dan Scolnic, um jovem membro de óculos da SH0ES baseado na Duke University, disse que ele, Riess e outros dois membros da equipe se juntaram, “tentando descobrir o que estava no papel. Adam e eu saímos para jantar e ficamos muito perplexos, porque no que havíamos visto até então, as cefeidas e os TRGBs estavam em muito boa concordância ”.

Eles logo se debruçaram sobre a mudança fundamental no papel: uma nova maneira de medir os efeitos da poeira ao medir o brilho intrínseco dos TRGBs – o primeiro degrau da escada da distância cósmica. “Tivemos várias perguntas sobre esse novo método”, disse Scolnic. Como outros participantes espalhados pelo Best Western Plus, eles aguardavam ansiosamente a palestra de Freedman no dia seguinte. Scolnic twittou: “Amanhã vai ser interessante“.

Para construir uma escada de distância

Tensão, problema, crise, “surd” – há uma constante do Hubble há 90 anos, desde que as tramas das distâncias e velocidades recessivas das galáxias do astrônomo americano Edwin Hubble mostraram que o espaço e tudo nele está se afastando de nós (a própria recusa de Hubble) aceitar esta conclusão, não obstante). Uma das maiores descobertas cosmológicas de todos os tempos, a expansão cósmica implica que o universo tem uma idade finita.

A relação entre a velocidade recessional de um objeto e sua distância fornece a constante de Hubble. Mas enquanto é fácil dizer quão rápido uma estrela ou galáxia está retrocedendo – apenas meça o deslocamento Doppler de suas freqüências, um efeito similar a uma sirene caindo em campo enquanto a ambulância vai embora – é muito mais difícil dizer a distância de uma pontada de luz no céu noturno.

Foi Henrietta Leavitt, um dos “computadores” humanos do Harvard College Observatory, que descobriu em 1908 que as estrelas cefeidas pulsam com uma frequência proporcional à sua luminosidade. As cefeidas grandes e brilhantes pulsam mais lentamente que as pequenas e escuras (assim como um grande acordeão é mais difícil de comprimir do que um pequeno acordeão). E assim, a partir das pulsações de uma cefeida distante, você pode ler quão intrinsecamente brilhante ela é. Compare isso com o quão fraca a estrela aparece, e você pode dizer sua distância – e a distância da galáxia em que está.

Black and white photo of Henrietta Swan Leavitt sitting at her desk near a window, holding a pen or pencil poised over some papers.
Henrietta Swan Leavitt trabalhando em sua mesa no Harvard College Observatory. Data desconhecida.

Na década de 1920, Hubble usou as cefeidas e a lei de Leavitt para inferir que Andrômeda e outras “nebulosas espirais” (como eram conhecidas) são galáxias separadas, muito além de nossa Via Láctea. Isto revelou pela primeira vez que a Via Láctea não é todo o universo – que o universo é, de fato, inimaginavelmente vasto. O Hubble então usou cefeidas para deduzir as distâncias de galáxias próximas, que, plotadas contra suas velocidades, revelaram expansão cósmica.

Hubble superestimou a taxa em 500 quilômetros por segundo por megaparsec, mas o número caiu quando os cosmologistas usaram cefeidas para calibrar escadas de distância cósmica cada vez mais precisas. A partir da década de 1970, o eminente cosmólogo observacional e protegido pelo Hubble, Allan Sandage, argumentou que H0 estava por volta de 50. Seus rivais reivindicaram um valor em torno de 100, baseado em diferentes observações astronômicas. O violento debate entre os 50 e os 100 começou no início dos anos 80, quando Freedman, um jovem canadense que trabalhava como pós-doutorado nos Observatórios Carnegie, em Pasadena, Califórnia, onde Sandage também trabalhava, começou a melhorar as escadas de distância cósmica.

Para construir uma escada de distância, você começa calibrando a distância até estrelas de luminosidade conhecida, como as cefeidas. Essas velas padrão podem ser usadas para medir as distâncias para as cefeidas mais fracas em galáxias mais distantes. Isto dá as distâncias de “Supernovas Tipo 1a” nas mesmas galáxias – explosões estelares previsíveis que servem tanto velas mais brilhantes, embora mais raras, padrão. Você então usa essas supernovas para medir as distâncias de centenas de supernovas distantes, em galáxias que se movem livremente na corrente de expansão cósmica, conhecida como o “fluxo de Hubble”. Essas são as supernovas cuja proporção de velocidade para distância dá H0. .

Mas, embora a falta de luz de uma vela padrão deva dizer a sua distância, a poeira também ofusca as estrelas, fazendo com que elas pareçam mais distantes do que estão. O apinhamento por outras estrelas pode torná-las mais brilhantes (e, portanto, mais próximas). Além disso, mesmo as supostas estrelas-padrão têm variações inerentes devido à idade e metalicidade que devem ser corrigidas. Freedman criou novos métodos para lidar com muitas fontes de erros sistemáticos. Quando ela começou a obter valores de H0 mais altos que os de Sandage, ele se tornou antagônico. “Para ele, eu era um jovem iniciante”, ela me disse em 2017. No entanto, nos anos 90 ela montou e liderou o Projeto Chave do Telescópio Espacial Hubble, uma missão para usar o novo telescópio Hubble para medir distâncias para cefeidas e supernovas com maior precisão do que nunca. O valor de H0 de 72 que sua equipe publicou em 2001 dividiu a diferença no debate de 50 contra 100.


São três grandes sucessos todos na última semana. E eu realmente não sei onde estamos.
Dan Scolnic


Freedman foi nomeado diretor dos Observatórios Carnegie dois anos depois, tornando-se chefe de Sandage. Ela foi gentil e ele suavizou. Mas “até o dia da sua morte”, ela disse, “ele acreditava que a constante de Hubble tinha um valor muito baixo”.

Alguns anos após a medição de Freedman de 72 a 10% de precisão, Riess, que é professor da Johns Hopkins University, entrou no jogo de escada de distância cósmica, partindo para pregar H0 em 1% na esperança de melhor entender a energia escura que ele tinha co-descoberto. Desde então, sua equipe SH0ES tem reforçado os degraus da escada – especialmente o primeiro e mais importante: o passo de calibração. Como disse Riess: “A que distância está alguma coisa? Depois disso, a vida fica mais fácil; você está medindo coisas relativas. ”Atualmente, o SH0ES usa cinco maneiras independentes de medir as distâncias de seus calibradores cefeidas. “Todos concordam bastante bem e isso nos dá muita confiança”, disse ele. À medida que coletaram dados e melhoraram sua análise, as barras de erro em torno de H0 reduziram-se para 5% em 2009, depois 3,3%, depois 2,4% e 1,9% em março.

Enquanto isso, desde 2013, as iterações cada vez mais precisas de seu mapa cósmico de fundo de microondas da equipe Planck permitiram que ele extrapolasse o valor para H0 cada vez mais precisamente. Em sua análise de 2018, Planck descobriu que H0 era de 67,4 com precisão de 1%. Com o Planck e o SH0ES a mais do que “quatro sigma”, surgiu uma necessidade desesperada de medições independentes.

Tommaso Treu, um dos fundadores da H0LiCOW e professor da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, sonhara, desde os tempos de estudante em Pisa, de medir a constante de Hubble usando a cosmografia de retardamento do tempo – um método que pula os degraus da cósmica. escada de distância completamente. Em vez disso, você determina diretamente a distância até os quasares – os centros bruxuleantes e brilhantes de galáxias distantes – medindo meticulosamente o tempo de atraso entre as diferentes imagens de um quasar que se forma à medida que sua luz se inclina em torno da matéria intermediária.

Tommaso Treu (centro), cosmólogo da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, e membro da equipe da H0LiCOW, conversando com colegas na conferência do KITP.

Mas enquanto Treu e seus colegas estavam coletando dados de quasar, Freedman, Madore e seus alunos de pós-graduação e pós-docs estavam girando em direção a estrelas do tipo gigantes vermelhas. Enquanto as cefeidas são jovens e encontram-se nos centros aglomerados e empoeirados das galáxias, os TRGBs são antigos e residem nos arredores da galáxia. Usando o Telescópio Espacial Hubble para observar as estrelas do TRGB em 15 galáxias que também contêm supernovas Tipo 1a, a equipe de Freedman CCHP foi capaz de estender sua escada para supernovas no fluxo de Hubble e medir H0, como um ponto adicional de comparação para 67.4 e SH0ES de Planck 74.0.

“Em algum nível, acho que a expectativa em sua própria cabeça é: ‘Ok, você vai sair de uma forma ou de outra’, certo?” Freedman me disse. “E você meio que… cai no meio. E “Oh! Isso é interessante. OK. ‘E é aí que saímos.

Bem no meio

Meu colega sentado na van na manhã seguinte à queda do jornal de Freedman foi um teórico chamado Francis-Yan Cyr-Racine, da Universidade do Novo México. No início deste ano, ele, Lisa Randall, da Universidade de Harvard, e outros propuseram uma possível solução para a tensão constante de Hubble. Sua idéia – um novo campo de energia repulsiva de curta duração no início do universo – aceleraria a expansão cósmica, combinando previsões com observações, embora essa e todas as outras correções propostas pareçam os especialistas um pouco inventados.

Quando inventei o jornal de Freedman, Cyr-Racine não pareceu surpreso. “Provavelmente são 70”, disse ele sobre H0 – o que significa que ele acredita que as previsões do início do universo e as observações atuais podem convergir no meio e que “o CDM funcionará bem”. (Mais tarde ele disse que estava meio brincando.)


Estamos trabalhando em dados incríveis. Coisas que estão nos dizendo algo sobre como o universo está evoluindo.
Wendy Freedman


Na sala do seminário, Barry Madore sentou-se ao lado de mim e de outro repórter e perguntou: “Então, aonde você acha que tudo isso está indo?” Para o meio, aparentemente. “Você conhece essa música, ‘Preso no meio de você?’”, Ele disse. “Você conhece as letras antes? ‘Palhaços à esquerda de mim, brincam à direita. Aqui estou eu, preso no meio com você ‘

Outra bola nas costas veio antes do almoço. Mark Reid, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, apresentou novas medidas de quatro masers – efeitos semelhantes ao laser em galáxias que podem ser usadas para determinar distâncias – que ele havia realizado nas semanas anteriores. Combinados, os masers fixaram H0 em 74,8, mais ou menos 3.1. Adam Riess tirou uma foto do slide. Scolnic twittou: “Esta semana é demais. Vá para casa H0, você está bêbado.

Quando falei com Riess durante o intervalo do meio-dia, ele parecia estar impressionado com todas as novas medições. Por vários anos, ele disse, ele e seus colegas SH0ES tiveram seus “gargalos esticados” ao afirmar uma discrepância com o valor constante de Planck para o Hubble. “Naquela época, era tensão, e era uma discrepância, e, você sabe, nós também temos muita dor sobre isso”, disse ele. Mas em duas semanas, ele passou de “bastante solitário” a ter três novos números a serem considerados. No geral, Riess disse, “a tensão está ficando maior porque, você sabe, ninguém está saindo abaixo do valor de Planck”. Se tudo foi um erro, por que algumas equipes não mediram uma taxa de expansão de 62 ou 65?

Quanto a 69.8, Riess tinha dúvidas sobre o método de Freedman para calibrar o primeiro degrau de sua escada de distância usando TRGBs na Large Magellanic Cloud. “Agora a Grande Nuvem de Magalhães não é uma galáxia; é uma nuvem. É uma coisa empoeirada e amorfa – disse Riess. “Esta é a grande ironia disso. Eles foram para os TRGBs para escapar da poeira ”, mas eles precisam calibrá-los em algum lugar -“ isto é, eles têm que escolher alguns TRGBs onde dizem que sabemos a distância por algum outro método. E o único lugar em que eles fizeram isso foi o Large Magellanic Cloud. ”

Uma hora depois, Freedman, parecendo serena com uma saia estampada de flores, defendeu seu caso. “Se colocarmos todos os ovos na cefeida, nunca descobriremos os desconhecidos verdadeiramente desconhecidos“, disse ela.

Wendy Freedman, professora da Universidade de Chicago, argumenta que novas e melhores medidas são necessárias antes que a discrepância constante de Hubble possa ser confirmada.

Ela explicou que ela e seus colegas usaram TRGBs na Large Magellanic Cloud como calibradores porque a distância da nuvem foi medida com extrema precisão de várias maneiras. E eles empregaram uma nova abordagem para corrigir o efeito da poeira no brilho dos TRGBs – um que utilizou as próprias estrelas, alavancando suas mudanças no brilho como uma função da cor. Ela observou que seus TRGBs e supernovas emparelhados, no segundo degrau de sua escada de distância, mostram menos variação do que as cefeidas e supernovas pareadas de Riess, sugerindo que sua medição de poeira pode ser mais precisa.

Freedman enfatizou durante a discussão que melhores medidas ainda são necessárias para descartar erros sistemáticos. “Eu acho que é onde estamos”, disse ela. “Isso é apenas realidade.”

A partir daqui, a discussão se transformou em uma disputa entre Freedman e Riess. “Wendy, para responder sua pergunta“, Riess disse, embora ela não tenha perguntado, “houve cinco resultados bastante independentes apresentados até agora. O sonho de chegar lá é chegar lá.

A Sala Onde Acontece

Scolnic, o cientista do SH0ES e colaborador do Riess, sugeriu que saíssemos. Nós nos sentamos em um banco ensolarado perto do prédio de estuque de pêssego. Uma brisa salgada soprava do Pacífico. “Definitivamente um dia diferente de qualquer dia que eu tenha experimentado”, disse ele.

O novo resultado da H0LiCOW pareceu-lhe há um ano, com os TRGBs de Freedman e os masers de Reid. “São três grandes sucessos todos na última semana. E eu realmente não sei onde estamos “, disse ele. Mesmo que a discrepância seja real, “não há uma boa história agora que explique tudo, seja na teoria ou no lado da observação. E é isso que torna isso tão intrigante. ”

“Na linguagem de Hamilton”, ele disse, “esta é a sala onde acontece agora”.

Freedman apareceu na direção dos penhascos com vista para o oceano.

“Ei, Wendy”, disse Scolnic. “Wendy, eu só estava dizendo, não parece a sala onde isso acontece, na linguagem de Hamilton? Como uma criança, você não gostaria de estar nesta sala?

“Não é onde queremos estar?”, Disse Freedman. “Estamos trabalhando em dados incríveis. Coisas que estão nos dizendo algo sobre como o universo está evoluindo. ”

“E os números estão tão próximos; nós estamos discutindo sobre alguns por cento ”, disse Scolnic. “Para todo o drama sociológico, é engraçado que seja cerca de 3 quilômetros por segundo por megaparsec.”

“Você tem a atitude certa”, disse Freedman.

Era hora de assistir ao jantar da conferência, então eles foram descobrir como voltar para o prédio, que estava trancado depois do horário.

Nova Física

O terceiro dia trouxe duas novas medições da constante de Hubble: uma escada de distância cósmica calibrada com estrelas de “Mira” deu 73,6, e as flutuações de brilho da superfície galáctica deram 76,5, ambas mais ou menos 4. Adam Riess tirou mais fotos, e no final do No dia em que um lote foi criado refletindo todas as medições existentes.


As duas previsões do universo primitivo continham o lado esquerdo da trama, com barras de erro apertadas em torno de 67,4. Cinco medições do universo tardio alinhadas à direita, por volta de 73 ou 74. E lá no meio estava Freedman’s 69.8, a chave na obra, o buraco na narrativa, a dolorosa sugestão conciliatória de que todas as medições poderiam se juntar na fim, deixando-nos com os mistérios do ?CDM e nada de novo a dizer sobre a natureza.

Então, novamente, todas as medições de H0 no final do universo, mesmo as de Freedman, caem para a direita de 67,4. Medições erradas devem sair baixas e altas. Então talvez a discrepância seja real.

O último orador, Cyr-Racine, realizou uma votação sobre qual deveria ser a discrepância. A maioria das pessoas votou por “tensão” ou “problema”. Graeme Addison, especialista em oscilações acústicas bariônicas, disse em um e-mail após a conferência: “Meu sentimento é que a discrepância de Hubble é um problema real e que estamos perdendo alguns importantes física em algum lugar. Mas as soluções que as pessoas reuniram até agora não são super convincentes ”.

Addison acha a consistência de H0LiCOW e SH0ES especialmente atraente. E embora o artigo de Freedman tenha sugerido “que as incertezas associadas às cefeidas SH0ES podem ter sido subestimadas”, ele disse que também há dúvidas sobre a calibração do TRGB na Large Magellanic Cloud. Freedman alega ter melhorado a medição de poeira, mas Riess e colegas contestam isso.

Na segunda-feira passada, em um artigo publicado na arxiv.org, Riess e companhia argumentaram que Freedman e a calibração de TRGBs de sua equipe dependiam de alguns dados de telescópios de baixa resolução. Eles escreveram que trocá-lo por dados de alta resolução aumentaria a estimativa de H0 de 69,8 para 72,4 – na faixa de SH0ES, H0LiCOW e outras medições do universo tardio. Em resposta, Freedman disse: “Parece haver algumas falhas muito sérias em sua interpretação” do método de calibração de sua equipe. Ela e seus colegas fizeram a própria análise usando os dados mais recentes e, ela escreveu em um e-mail, “NÃO encontramos o que [Riess e coautores] estão reivindicando”.

Se as quatro novas medições de H0 à direita não parecem superar o valor médio de Freedman na mente de algumas pessoas, isso se deve em parte à sua equanimidade habitual. Além disso, “ela é extremamente respeitada e tem fama de fazer um trabalho meticuloso e completo”, disse Daniel Holz, astrofísico de Chicago que usa colisões de estrelas de nêutrons como “sirenes padrão”, uma nova e promissora técnica para medir H0.

Enquanto isso, o próximo lançamento de dados do telescópio espacial Gaia, em dois ou três anos, permitirá que os pesquisadores calibrem as cefeidas e os TRGBs geometricamente com base em sua paralaxe, ou quão distantes eles olhem de diferentes posições no céu. O Telescópio Espacial James Webb, sucessor do Hubble, também produzirá uma fonte de novos e melhores dados quando for lançado em 2021. Os cosmólogos saberão o valor de H0 – provavelmente dentro de uma década – e se ainda houver uma discrepância com as previsões, por década No final, eles poderiam estar bem no caminho para descobrir o porquê. Eles saberão que é uma tensão ou uma crise e não uma surd.


E se houver ainda uma outra possibilidade? Veja aqui: https://terrarara.com.br/astrofisica/universo-profundo/uma-solucao-radicalmente-conservadora-para-o-maior-misterio-da-cosmologia/


Publicado em 10/08/2019

Artigo original: https://www.quantamagazine.org/cosmologists-debate-how-fast-the-universe-is-expanding-20190808/


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