(Imagem: © Dark Energy Survey / Flickr, CC BY-SA)
A energia escura é um dos maiores mistérios da ciência hoje. Sabemos muito pouco sobre ele, exceto que é invisível, preenche todo o universo e empurra as galáxias para longe umas das outras. Isso está fazendo nosso cosmos se expandir em um ritmo acelerado. Mas o que é isso? Uma das explicações mais simples é que se trata de uma “constante cosmológica” – resultado da própria energia do espaço vazio – ideia introduzida por Albert Einstein.
Muitos físicos não estão satisfeitos com esta explicação, no entanto. Eles querem uma descrição mais fundamental de sua natureza. É algum novo tipo de campo de energia ou fluido exótico? Ou é um sinal de que as equações da gravidade de Einstein estão de alguma forma incompletas? Além do mais, nós realmente não entendemos a taxa atual de expansão do universo.
Agora, nosso projeto – o Estudo Espectroscópico de Oscilação Bariônico (eBOSS) – apresentou algumas respostas. Nosso trabalho foi lançado como uma série de 23 publicações, algumas das quais ainda estão sendo revisadas por pares, descrevendo o maior mapa cosmológico tridimensional já criado.
Atualmente, a única maneira pela qual podemos sentir a presença da energia escura é com observações do universo distante. Quanto mais distantes as galáxias, mais jovens nos parecem. Isso porque a luz que eles emitem levou milhões ou até bilhões de anos para chegar aos nossos telescópios. Graças a esse tipo de máquina do tempo, podemos medir diferentes distâncias no espaço em diferentes tempos cósmicos, ajudando-nos a descobrir a rapidez com que o universo está se expandindo.
Usando o telescópio Sloan Digital Sky Survey, medimos mais de dois milhões de galáxias e quasares – objetos extremamente brilhantes e distantes que são alimentados por buracos negros – nas últimas duas décadas. Este novo mapa cobre cerca de 11 bilhões de anos de história cósmica que foi essencialmente inexplorada, nos ensinando sobre a energia escura como nunca antes.
Nossos resultados mostram que cerca de 69% da energia do nosso universo é energia escura. Eles também demonstram, mais uma vez, que a forma mais simples de energia escura de Einstein – a constante cosmológica – concorda mais com nossas observações.
Ao combinar as informações do nosso mapa com outras sondas cosmológicas, como a radiação cósmica de fundo – a luz que sobrou do big bang – todos parecem preferir a constante cosmológica a explicações mais exóticas da energia escura.
Expansão cósmica em disputa
Os resultados também fornecem uma visão melhor sobre algumas controvérsias recentes sobre a taxa de expansão do universo hoje e sobre a geometria do espaço.
Combinar nossas observações com estudos do universo em sua infância revela rachaduras em nossa descrição de sua evolução. Em particular, nossa medição da taxa atual de expansão do universo é cerca de 10% menor do que o valor encontrado usando métodos diretos de medição de distâncias para galáxias próximas. Ambos os métodos afirmam que seus resultados são corretos e muito precisos, portanto, sua diferença não pode ser simplesmente um acaso estatístico.
A precisão do eBOSS potencializa essa crise. Não há uma explicação amplamente aceita para essa discrepância. Pode ser que alguém cometeu um erro sutil em um desses estudos. Ou pode ser um sinal de que precisamos de uma nova física. Uma possibilidade empolgante é que uma forma de matéria até então desconhecida do universo primitivo possa ter deixado um rastro em nossa história. Isso é conhecido como ?energia escura inicial?, que se pensava estar presente quando o universo era jovem, o que poderia ter modificado a taxa de expansão cósmica.
Estudos recentes da radiação cósmica de fundo sugeriram que a geometria do espaço pode ser curva em vez de ser simplesmente plana – o que é consistente com a teoria mais aceita do big bang. Mas nosso estudo concluiu que o espaço é realmente plano.
Mesmo após esses avanços importantes, cosmologistas de todo o mundo permanecerão intrigados com a aparente simplicidade da energia escura, a planura do espaço e os valores controversos da taxa de expansão atual. Só há uma maneira de avançar na busca por respostas – fazer mapas maiores e mais detalhados do universo. Vários projetos têm como objetivo medir pelo menos dez vezes mais galáxias do que nós.
Se os mapas do eBOSS foram os primeiros a explorar uma lacuna anteriormente perdida de 11 bilhões de anos de nossa história, a nova geração de telescópios fará uma versão de alta resolução do mesmo período de tempo. É emocionante pensar sobre o fato de que pesquisas futuras podem ser capazes de resolver os mistérios restantes sobre a expansão do universo na próxima década ou assim. Mas seria igualmente emocionante se revelassem mais surpresas.
Publicado em 17/08/2020 04h47
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