A taxa de expansão do Universo Local está mais clara do que nunca, mas ainda não fecha a conta.

Uma nova síntese de medições astronômicas confirma uma discrepância persistente que pode apontar para uma física além dos modelos atuais. 

Interpretação artística da escada de distâncias cósmicas - uma sucessão de métodos sobrepostos utilizados para medir distâncias no Universo, em que cada degrau da escada fornece informações que podem ser usadas para determinar as distâncias no degrau imediatamente superior. Os métodos incluem observações de estrelas variáveis Cefeidas pulsantes, estrelas gigantes vermelhas que brilham com uma luminosidade conhecida, supernovas do Tipo Ia e certos tipos de galáxias. Nesta ilustração, a escada de distâncias começa no Enxame de Coma, que é o enxame de galáxias extremamente rico mais próximo de nós. A distância até ao Enxame de Coma pode ser medida diretamente através de observações de supernovas do Tipo Ia dentro do enxame. As supernovas do Tipo Ia têm uma luminosidade previsível que as torna objetos fiáveis para cálculos de distância. Crédito: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/J. Pollard

Uma colaboração internacional de astrônomos produziu uma das medições mais precisas já realizadas sobre a velocidade de expansão do Universo local. O resultado aprofunda um dos maiores desafios da cosmologia moderna. John Blakeslee, astrônomo do NSF NOIRLab, financiado pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF), é membro da colaboração, e telescópios de dois programas do NSF NOIRLab contribuíram com dados.

Os astrônomos têm buscado medir a taxa de expansão do Universo usando duas abordagens fundamentalmente diferentes. Um método se baseia na medição das distâncias até estrelas e galáxias no Universo próximo. O outro usa medições da radiação cósmica de fundo em micro-ondas para prever qual seria a taxa de expansão hoje, de acordo com o modelo cosmológico padrão .

Espera-se que essas duas abordagens produzam o mesmo resultado, mas não produzem. Medições baseadas no Universo próximo indicam consistentemente uma taxa de expansão maior — em torno de 73 quilômetros por segundo por megaparsec — enquanto previsões derivadas do Universo primordial apontam para um valor menor, próximo de 67 ou 68. Embora a diferença numérica seja modesta, ela é muito maior do que pode ser explicada pela incerteza estatística. Essa discrepância persistente, conhecida como tensão de Hubble , já foi observada em diversos estudos e técnicas independentes.

Ao reunir décadas de observações independentes em uma única estrutura unificada, uma colaboração internacional de astrônomos alcançou a medição direta mais precisa até o momento da taxa de expansão do Universo próximo. Em um artigo publicado em 10 de abril na revista Astronomy & Astrophysics , a Colaboração H0 Distance Network (H0DN) relata um valor para a constante de Hubble de 73,50 ± 0,81 quilômetros por segundo por megaparsec, correspondendo a uma precisão de pouco mais de 1% .

O estudo, intitulado "The Local Distance Network: a community consensus report on the measurement of the Hubble constant at ∼1% precision" (A Rede de Distâncias Locais: um relatório de consenso da comunidade sobre a medição da constante de Hubble com precisão de ∼1%), é o resultado de um amplo esforço da comunidade lançado no Workshop Breakthrough do Instituto Internacional de Ciências Espaciais (ISSI), "What's under the H0od?" (O que há sob o capô?) , realizado no ISSI em Berna, Suíça, em março de 2025. 

“Este não é apenas um novo valor para a constante do Hubble”, observa a colaboração, “mas sim uma estrutura construída pela comunidade que reúne décadas de medições de distância independentes, de forma transparente e acessível.”

O NSF NOIRLab contribuiu com conhecimento especializado e dados observacionais para este projeto. John Blakeslee, astrônomo e Diretor de Pesquisa e Serviços Científicos do NSF NOIRLab, é membro da colaboração. O estudo inclui dados de telescópios do Observatório Interamericano de Cerro Tololo ( CTIO ), no Chile, e do Observatório Nacional de Kitt Peak ( KPNO ), no Arizona, ambos programas do NSF NOIRLab. Esses dados foram incorporados a uma estrutura colaborativa mais ampla, abrangendo observatórios terrestres e espaciais, o que contribuiu para fortalecer o resultado geral.

Em vez de se basear em um único método, a equipe construiu uma “rede de distâncias” que interliga diversas técnicas sobrepostas para medir distâncias no Universo local. Essas técnicas incluem observações de estrelas variáveis ​​Cefeidas pulsantes , estrelas gigantes vermelhas com brilho conhecido, supernovas do tipo Ia e certos tipos de galáxias.

Essa abordagem permite múltiplos caminhos independentes para o mesmo resultado final e possibilita um teste crucial: a discrepância é causada por um erro em um único método? Os resultados indicam que isso é improvável. Mesmo quando técnicas individuais são removidas da análise, o resultado geral se altera minimamente. As medições independentes permanecem consistentes entre si, reforçando a robustez da taxa de expansão medida localmente.

“Este trabalho descarta efetivamente explicações para a tensão de Hubble que se baseiam em um único erro negligenciado nas medições de distância local”, concluem os autores. “Se a tensão for real, como sugere o crescente conjunto de evidências, ela pode apontar para uma nova física além do modelo cosmológico padrão.”

As implicações são significativas. A menor taxa de expansão inferida do Universo primordial depende do modelo padrão da cosmologia, que descreve como o Universo evoluiu desde o Big Bang. Se esse modelo estiver incompleto — por exemplo, se não explicar completamente o comportamento da energia escura , de novas partículas ou de modificações na gravidade — suas previsões para a taxa de expansão atual seriam afetadas.

Nesse caso, a discrepância de Hubble pode não ser resultado de erro de medição, mas sim evidência de que o modelo atual do Universo carece de um componente fundamental. A rede de distâncias locais também estabelece uma estrutura para futuras investigações. Ao disponibilizar seus métodos e dados abertamente, a colaboração criou uma base que pode ser expandida com novas observações. Com a expectativa de que os observatórios de próxima geração forneçam medições ainda mais precisas, os astrônomos pretendem determinar se essa discrepância será finalmente resolvida ou se continuará a apontar para uma nova física. 

Noirlab.edu