O Universo pode já ter começado a desacelerar

As descobertas, publicadas em 6 de novembro em Avisos mensais da Royal Astronomical Societyquestionam a crença há muito aceita de que uma força misteriosa conhecida como “energia escura” está separando as galáxias a uma taxa cada vez maior. Em vez disso, os investigadores não encontraram nenhuma evidência convincente de que o Universo ainda esteja em aceleração.

Se confirmados, os resultados poderão remodelar a compreensão dos cientistas sobre a energia escura, ajudar a resolver a antiga “tensão Hubble” e transformar as teorias sobre o passado e o futuro do Universo.

Evidências de uma desaceleração cósmica

O pesquisador principal, Professor Young-Wook Lee, da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, disse: “Nosso estudo mostra que o universo já entrou em uma fase de expansão desacelerada na época atual e que a energia escura evolui com o tempo muito mais rapidamente do que se pensava anteriormente.

“Se estes resultados forem confirmados, marcaria uma grande mudança de paradigma na cosmologia desde a descoberta da energia escura, há 27 anos.”

Durante quase três décadas, os astrónomos acreditaram que a expansão do Universo estava a acelerar devido à energia escura, uma força misteriosa que actuava como uma espécie de “antigravidade”. Esta conclusão foi originalmente baseada em medições de supernovas distantes do tipo Ia, uma descoberta que valeu o Prémio Nobel da Física de 2011.

Repensando as “velas padrão” do Universo

A nova pesquisa da Universidade Yonsei desafia essa base. As supernovas do tipo Ia, há muito consideradas “velas padrão” confiáveis ​​para medir distâncias cósmicas, parecem ser influenciadas pela idade das estrelas que as criam.

Mesmo depois de padronizar o seu brilho, a equipe descobriu que as supernovas originadas de estrelas mais jovens tendem a parecer mais fracas, enquanto as de estrelas mais velhas parecem mais brilhantes. Analisando dados de 300 galáxias hospedeiras, os investigadores confirmaram este efeito da idade com um nível de confiança extraordinário (99,999%).

Isto significa que parte do escurecimento antes atribuído à aceleração cósmica poderia, na verdade, resultar de diferenças populacionais estelares, e não da expansão universal.

Surge um novo modelo

Quando a equipa corrigiu esta tendência relacionada com a idade, os dados das supernovas já não se ajustavam ao modelo padrão ΛCDM, que assume uma forma constante de energia escura. Em vez disso, combinou mais de perto com um modelo mais recente apoiado pelo projeto Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI).

Este modelo alternativo baseia-se em oscilações acústicas bariônicas (BAO) – essencialmente ondas sonoras antigas do Big Bang – e em dados da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB). Ambas as fontes sugerem que a energia escura não é constante, mas enfraquece e muda com o tempo.

Quando os investigadores combinaram os dados corrigidos das supernovas com os resultados do BAO e do CMB, a evidência tornou-se esmagadora: o Universo não parece estar mais a acelerar, mas entrou numa fase de expansão desacelerada.

Um universo já está desacelerando

O professor Lee explicou: “No projeto DESI, os principais resultados foram obtidos combinando dados não corrigidos de supernovas com medições de oscilações acústicas bariônicas, levando à conclusão de que, embora o universo vá desacelerar no futuro, ele ainda está acelerando no presente.

“Em contraste, a nossa análise – que aplica a correção do preconceito de idade – mostra que o Universo já entrou hoje numa fase de desaceleração. Surpreendentemente, isto concorda com o que é independentemente previsto a partir de análises BAO-apenas ou BAO+CMB, embora este facto tenha recebido pouca atenção até agora.”

Testando as descobertas

Para reforçar as suas conclusões, a equipe Yonsei está realizando o que chama de “teste sem evolução”. Esta abordagem examina apenas supernovas de galáxias jovens e coevas – aquelas com estrelas de idades semelhantes – em toda a faixa do desvio para o vermelho. Os primeiros resultados já apoiam a conclusão principal.

“Nos próximos cinco anos, com o Observatório Vera C. Rubin a descobrir mais de 20.000 novas galáxias hospedeiras de supernovas, medições precisas da idade permitirão um teste muito mais robusto e definitivo da cosmologia das supernovas,” disse o professor investigador Chul Chung, co-autor principal do estudo, juntamente com o candidato a doutoramento Junhyuk Son.

O Observatório Vera C. Rubin e o Futuro da Cosmologia

Localizado no alto dos Andes chilenos, o Observatório Vera C. Rubin abriga a câmera digital mais poderosa do mundo. Tendo iniciado as operações científicas este ano, espera-se que revolucione a nossa compreensão do sistema solar e do universo mais amplo.

Após o Big Bang, há cerca de 13,8 mil milhões de anos, o Universo expandiu-se rapidamente antes que a gravidade o desacelerasse. Então, cerca de nove mil milhões de anos após o seu nascimento, os cientistas descobriram que a expansão tinha começado a acelerar novamente. Isto foi atribuído à energia escura, que se acredita representar cerca de 70% do universo.

O mistério da energia escura se aprofunda

Apesar de décadas de estudo, a energia escura continua a ser um dos enigmas mais intrigantes da ciência. No ano passado, dados do DESI em Tucson, Arizona, sugeriram que a influência da energia escura pode ter mudado ao longo do tempo, uma ideia que agora ganha força com os novos resultados da equipa Yonsei.

Com instrumentos avançados como o DESI e o Observatório Vera C. Rubin, os astrónomos esperam finalmente descobrir o que realmente é a energia escura – e como ela molda o destino do Universo.