Astrofísicos estão mais perto do que nunca de desvendar o que compõe quase 70% do Universo.
Acaba de ser divulgada a análise completa dos dados de todo o ciclo de seis anos do Levantamento de Energia Escura (DES, na sigla em inglês), e ela traz indícios provocativos - daqueles que sugerem que talvez estejamos interpretando alguns aspetos de forma equivocada.
Expansão acelerada do Universo e a energia escura
O Universo não está apenas a expandir-se: tudo indica que essa expansão ocorre de maneira acelerada. A ciência ainda não sabe com clareza o motivo, por isso o agente desconhecido por trás desse comportamento recebeu o nome de energia escura, e há décadas se tenta descobrir o que ela realmente é.
A explicação mais usada hoje para descrever o funcionamento do cosmos é o modelo cosmológico padrão, conhecido como lambda-CDM. Nesse quadro, o “lambda” representa a energia escura como algo de densidade constante ao longo do tempo, responsável por cerca de 68% do conteúdo energético do Universo.
Já “CDM” refere-se à matéria escura fria (cold dark matter), uma forma hipotética, invisível e de movimento lento, que contribuiria com aproximadamente 27% da energia total.
Sobra algo em torno de 5%, que nem entra no nome do modelo: é a matéria comum - eu e você, Betelgeuse, o que você comeu no café da manhã, a Grande Muralha Hercules–Corona Borealis de galáxias e tudo o que existe entre esses extremos.
O que o Levantamento de Energia Escura (DES) mediu (2013–2019)
O DES foi a tentativa mais ambiciosa para investigar especialmente a parte “lambda” da equação. Trata-se de uma colaboração internacional que mapeou uma enorme faixa do céu entre 2013 e 2019, recorrendo a quatro métodos diferentes para estimar a velocidade de expansão do Universo em distintos períodos da sua história.
Os quatro métodos usados foram:
- Oscilações acústicas de bárions (BAO): marcas em grande escala associadas a “ondulações” geradas nos primeiros tempos do Universo;
- Variações no brilho aparente de supernovas do Tipo Ia, usadas como indicadores de distância cósmica;
- Distribuição de aglomerados de galáxias, que ajuda a rastrear como a matéria se organiza;
- Lenteamento gravitacional fraco, isto é, como a luz de galáxias distantes é deformada pela gravidade da matéria mais próxima de nós.
Seis anos, quatro técnicas: o retrato mais completo até agora
Pela primeira vez, a nova análise junta os seis anos de observações e todos os quatro métodos num único conjunto, oferecendo o panorama mais abrangente até agora sobre o comportamento da energia escura.
O estudo testou se a energia escura mantém densidade constante no tempo, como prevê o lambda-CDM, ou se muda ao longo da história cósmica, como propõe um modelo estendido chamado wCDM.
De modo geral, as medições do DES ficaram em linha com as previsões do modelo padrão. Ao mesmo tempo, os dados também se ajustaram ao wCDM com um nível de concordância semelhante.
Uma tensão subtil na forma como as galáxias se agrupam
Um resultado particularmente intrigante foi a indicação de que, em épocas mais recentes, a maneira como as galáxias se agrupam não coincide perfeitamente com o que seria esperado a partir das previsões de épocas anteriores - e isso acontece tanto no lambda-CDM quanto no wCDM.
Ainda é cedo para afirmar que isso representa uma descoberta: o sinal está longe do patamar de cinco sigmas de confiança estatística. Mais dados podem simplesmente “fechar a fenda” e reforçar o quadro atual - ou, pelo contrário, ampliar a discrepância e apontar para nova física.
Próximos passos: testar modelos alternativos e até a gravidade
A colaboração do DES já planeia usar esse novo conjunto de dados para verificar o desempenho de modelos alternativos, o que pode envolver inclusive ajustes na forma como entendemos o funcionamento da gravidade em escalas cósmicas.
É justamente por isso que pequenas diferenças estatísticas importam: quando se acumulam medições independentes (como BAO, supernovas, aglomerados e lenteamento), uma tensão que hoje parece modesta pode transformar-se num sinal robusto - ou desaparecer ao melhorar a precisão e o controlo de incertezas.
Além do DES, outros levantamentos e missões atuais e futuros tendem a tornar esse quadro mais nítido, aumentando a qualidade dos mapas do Universo e refinando as estimativas sobre a expansão cósmica e o crescimento de estruturas. Quanto mais essas diferentes linhas de evidência convergirem (ou divergirem), mais perto estaremos de confirmar o modelo vigente - ou de substituí-lo.
Publicação do estudo
A nova análise foi detalhada em 19 artigos científicos, com um resumo submetido à revista Revisão Física D.
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