Universo está a expandir-se mais rapidamente do que as leis da Física previam

JPL-Caltech / NASA

M101, uma das faláxias observadas no estudo

M101, uma das faláxias observadas no estudo

Trabalhando com um método novo para medir a expansão do Universo, que recorre à observação de objetos celestes específicos, uma equipa de físicos encontrou um valor 8% maior do que o previsto pelas leis da física atuais.

Este resultado, a ser confirmado por trabalhos independentes, pode forçar uma revisão na compreensão de como a matéria escura e a energia escura têm influenciado a evolução do Universo nos últimos 13,8 mil milhões de anos, e alguma coisa terá que mudar no modelo padrão de partículas.

“Há algo no modelo cosmológico padrão que não entendemos”, afirmou o Nobel da Física Adam Riess, da Universidade Johns Hopkins, que em 1998 descobriu a energia escura num trabalho em rede com Brian P. Schmidt e Saul Perlmutter.

Desde a descoberta da energia escura, a evolução do Universo tem sido explicada em termos da competição entre o efeito de expansão desta energia, que compõe 68% do Universo, e o efeito contrário da matéria escura, que compõe 27% do Universo, com a matéria normal respondendo por meros 5% do Universo.

Este cabo-de-guerra cósmico foi descoberto com a ajuda das medidas da radiação que foi deixada pelo Big Bang, que agora pode ser observada como a radiação cósmica de fundo de microondas (CMB). Pelas observações, a aceleração causada pela energia escura teria ficado constante desde o Big Bang.

NASA

A radiação cósmica de fundo de microondas (CMB)

A radiação cósmica de fundo de microondas (CMB)

Esta hipótese tem sido apoiada pelas análises mais completas já feitas à CMB, executadas recentemente pelo Observatório Planck, da ESA. As observações do Planck também têm sido usadas para estimar a taxa de expansão em qualquer ponto da história do Universo.

No entanto, por vários anos, as previsões discordavam das medições diretas da expansão cósmica atual, também conhecida como constante Hubble. Esta discordância tem sido ignorada, pelo simples motivo que as margens de erro na medição da constante Hubble eram grandes o suficiente para permitir isso.

A questão é que, depois de Riess e seus colegas começarem a usar um novo método para medir a expansão do Universo, usando o brilho de “lâmpadas padrão” (standard candles) como as estrelas Cefeidas e algumas supernovas, a discrepância surgiu novamente, na forma de uma expansão 8% mais rápida do que o previsto pelas medidas do Planck.

Estas “lâmpadas padrão” são fontes de luz que têm uma luminosidade conhecida – é como medir a luz de uma lâmpada de 20W a uma certa distância, e comparar com o brilho de uma lâmpada igual a um metro. A partir da diferença de brilho, é possível calcular a distância entre as duas lâmpadas. Geralmente são usadas estrelas cefeidas e supernovas do tipo Ia.

A equipa de Riess analisou 18 destas lâmpadas padrão a partir de dados obtidos pelo Telescópio Espacial Hubble para então chegar ao valor de uma velocidade de expansão diferente, 8% maior a partir do que se obtém ao analisar os dados da radiação cósmica de fundo obtidos pelo Observatório Planck.

Se estas novas medições são precisas, e nossos mapas do CMB também são precisos, então algo fundamental na nossa compreensão do Universo está errado. Pode ser que a matéria escura tenha algum efeito desconhecido sobre a expansão, ou talvez a energia escura tenha ficado mais forte com o passar do tempo.

Ou talvez a maneira que medimos a expansão não seja muito precisa e as “lâmpadas padrão” posamm não ser tão padrão assim, como parecem indicar alguns estudos.

O trabalho, referido num artigo da revista Nature, foi publicado no arXiv e aguarda a revisão por pares.

HypeScience

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