Há um mistério intrigante acontecendo no universo. Medições da taxa de expansão cósmica usando métodos diferentes continuam gerando resultados discordantes. A situação foi chamada de “crise”.
O problema está centrado no que é conhecido como constante do Hubble. Nomeada para o astrônomo americano Edwin Hubble, esta unidade descreve a rapidez com que o universo está se expandindo a diferentes distâncias da Terra. Usando dados do satélite Planck da Agência Espacial Européia (ESA), os cientistas estimam que a taxa seja de 46.200 mph por milhão de anos-luz (ou, usando as unidades de cosmologistas, 67,4 quilômetros / segundo por megaparsec). Mas cálculos usando estrelas pulsantes chamadas Cefeidas sugerem que são 73.4 km / s / Mpc (50.400 mph por milhão de anos-luz).
Se o primeiro número estiver correto, significa que os cientistas medem distâncias para objetos distantes no universo errado por muitas décadas. Mas se o segundo estiver correto, os pesquisadores talvez precisem aceitar a existência de uma nova física exótica. Os astrônomos, compreensivelmente, estão bastante preocupados com essa discrepância.
O que um leigo deve pensar dessa situação? E quão importante é essa diferença, que para os estrangeiros parece menor? Para chegar ao fundo do conflito, a Live Science chamou Barry Madore, astrônomo da Universidade de Chicago e membro de uma das equipes que fazia medições da constante do Hubble.
O problema começa com o próprio Edwin Hubble. Em 1929, ele notou que as galáxias mais distantes estavam se afastando da Terra mais rapidamente do que suas contrapartes mais próximas. Ele encontrou uma relação linear entre a distância que um objeto estava do nosso planeta e a velocidade com que ele estava diminuindo.
“Isso significa que algo assustador está acontecendo”, disse Madore à Live Science. “Por que seríamos o centro do universo? A resposta, que não é intuitiva, é que [objetos distantes não estão] se movendo. Há cada vez mais espaço sendo criado entre tudo”.
Hubble percebeu que o universo estava se expandindo e parecia fazê-lo a uma taxa constante – daí a constante de Hubble. Ele mediu o valor em cerca de 342.000 milhas por hora por milhão de anos-luz (501 km / s / Mpc) – quase 10 vezes maior do que o que é medido atualmente. Ao longo dos anos, os pesquisadores refinaram essa taxa.
As coisas ficaram mais estranhas no final dos anos 90, quando duas equipes de astrônomos notaram que as supernovas distantes eram mais escuras e, portanto, mais distantes do que o esperado, disse Madore. Isso indicou que não apenas o universo estava se expandindo, mas também estava se acelerando em sua expansão. Os astrônomos nomearam a causa desse fenômeno misterioso energia escura.
Tendo aceitado que o universo estava fazendo algo estranho, os cosmólogos se voltaram para a próxima tarefa óbvia: medir a aceleração com a maior precisão possível. Ao fazer isso, eles esperavam refazer a história e a evolução do cosmos do início ao fim.
Madore comparou essa tarefa a andar em uma pista de corrida e ter um único vislumbre dos cavalos correndo pelo campo. Com base nessas informações, alguém poderia deduzir onde todos os cavalos começaram e qual deles venceria?
Esse tipo de pergunta pode parecer impossível de responder, mas isso não impediu os cientistas de tentar. Nos últimos 10 anos, o satélite Planck tem medido o fundo cósmico de microondas, um eco distante do Big Bang, que fornece um instantâneo do universo infantil 13 bilhões de anos atrás. Usando os dados do observatório, os cosmólogos poderiam determinar um número para a constante de Hubble com um grau de incerteza extraordinariamente pequeno.
“É lindo”, disse Madore. Mas “contradiz o que as pessoas vêm fazendo nos últimos 30 anos”, disse Madore.
Nessas três décadas, os astrônomos também usaram telescópios para observar cefeidas distantes e calcular a constante de Hubble. Essas estrelas tremeluzem a uma taxa constante, dependendo do brilho, para que os pesquisadores possam dizer exatamente o quão brilhante uma cefeida deve ser baseada em suas pulsações. Observando a intensidade das estrelas, os astrônomos podem calcular uma distância para elas. Mas as estimativas da constante do Hubble usando cefeidas não coincidem com a de Planck.
A discrepância pode parecer bastante pequena, mas cada ponto de dados é bastante preciso e não há sobreposição entre suas incertezas. Os dois lados apontaram o dedo um para o outro, dizendo que seus oponentes incluíam erros nos resultados, disse Madore.
Mas, acrescentou, cada resultado também depende de um grande número de suposições. Voltando à analogia das corridas de cavalos, Madore comparou a tentativa de descobrir o vencedor, ao mesmo tempo ter que inferir qual cavalo se cansará primeiro, o que ganhará uma explosão repentina de energia no final, que cairá um pouco no molhado grama da chuva de ontem e muitas outras variáveis ??difíceis de determinar.
Se as equipes das Cefeidas estão erradas, isso significa que os astrônomos medem incorretamente as distâncias no universo o tempo todo, disse Madore. Mas se Planck estiver errado, é possível que a física nova e exótica seja introduzida nos modelos do universo dos cosmólogos, acrescentou. Esses modelos incluem mostradores diferentes, como o número de tipos de partículas subatômicas conhecidas como neutrinos existentes, e são usados ??para interpretar os dados do satélite do fundo cósmico de microondas. Para reconciliar o valor de Planck da constante Hubble com os modelos existentes, alguns dos mostradores precisariam ser ajustados, disse Madore, mas a maioria dos físicos ainda não está disposta a fazê-lo.
Na esperança de fornecer outro ponto de dados que pudesse mediar os dois lados, Madore e seus colegas recentemente observaram a luz de estrelas gigantes vermelhas. Esses objetos atingem o mesmo pico de brilho no final de suas vidas, o que significa que, assim como as Cefeidas, os astrônomos podem observar o quão sombrios eles aparecem na Terra para obter uma boa estimativa de sua distância e, portanto, calcular a constante de Hubble.
Os resultados, divulgados em julho, forneceram um número exato entre as duas medições anteriores: 69,8 km / s / Mpc. E a incerteza continha sobreposição suficiente para potencialmente concordar com os resultados de Planck.
Mas os pesquisadores ainda não estão colocando suas rolhas de champanhe, disse Madore. “Queríamos fazer um desempate”, disse ele. “Mas não disse que este lado ou esse lado está certo. Dizia que havia muito mais desleixo do que todos pensavam antes”.
Outras equipes se destacaram. Um grupo chamado Lentes H0 no Wellspring da COSMOGRAIL (H0LICOW) está observando objetos brilhantes distantes no universo primitivo chamados quasares cuja luz foi gravitacionalmente capturada por objetos maciços entre nós e eles. Ao estudar esses quasares, o grupo recentemente apresentou uma estimativa mais próxima do lado dos astrônomos. Informações do Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO), que analisa ondas gravitacionais de estrelas de nêutrons em colisão, poderiam fornecer outro ponto de dados independente. Mas esses cálculos ainda estão em seus estágios iniciais, disse Madore, e ainda precisam atingir a maturidade total.
Por sua parte, Madore disse que acha que o número do meio entre Planck e o valor dos astrônomos acabará por prevalecer, embora ele não apostasse muito nessa possibilidade no momento. Mas até que alguma conclusão seja encontrada, ele gostaria de ver as atitudes dos pesquisadores atenuadas um pouco.
“Muita espuma foi colocada em cima disso por pessoas que insistem que estão certas”, disse ele. “É suficientemente importante que precise ser resolvido, mas isso levará tempo”.
Esse mesmo assunto já foi abordado aqui antes, mas a polêmica continua:
- Novo método pode resolver dificuldade em medir a expansão do universo;
- Nova medição da constante de Hubble aumenta o mistério da taxa de expansão do universo;
- Uma solução radicalmente conservadora para o maior mistério da Cosmologia;
- Cosmólogos debatem quão rápido o universo está se expandindo.
Publicado em 31/08/2019
Artigo original: https://www.livescience.com/hubble-constant-discrepancy-explained.html
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