Existe um buraco no universo?

Em agosto de 2007, cientistas da Universidade de Minnesota, nos EUA, publicaram uma descoberta surpreendente no Astrophysical Journal. Eles declararam que o Universo tinha um buraco: um buraco muito maior do que qualquer coisa que os cientistas já tinham visto ou esperavam. Esse "buraco" alcança quase um bilhão de anos-luz e está entre seis e dez bilhões de anos-luz da Terra, na constelação de Erídano. Para referência, um ano-luz equivale a 9,461 trilhões de quilômetros.

Essa foto descreve a expansão da radiação cósmica de fundo em microondas (CMB), começando com o Universo logo após o Big Bang (esquerda), se estendendo através das inúmeras galáxias do Universo, aglomerados e vazios (centro), e terminando com um mapa CMB recente. No vazio gigante, o satélite WMAP (no alto, à esquerda) detecta uma mancha fria enquanto o rádio-telescópio VLA (abaixo, à esquerda) observa menos galáxias. Bill Saxton, NRA/AUI/NSF, NASA

O que faz dessa vasta área do Universo um buraco? A área mostra quase nenhum sinal de matéria cósmica, o que significa nenhuma estrela, planetas, sistemas solares ou nuvens de poeira cósmica. Pesquisadores não conseguiram encontrar nem mesmo matéria escura, que é invisível, mas mensurável por seu empuxo gravitacional. Também não há sinais de buracos negros que possam ter engolido a matéria que já esteve presente na região. O buraco foi detectado inicialmente por um programa da NASA que estuda a expansão da radiação emitida a partir do Big Bang, que os cientistas acreditam que gerou nosso Universo. Depois, ele foi examinado mais detalhadamente com as informações obtidas pelo telescópio Very Large Array (VLA), usado no Projeto de Levantamento do Céu pelo VLA do NRAO (Observatório Nacional de Radioastronomia dos EUA) para estudar grandes seções do céu visível. Um pesquisador descreveu a descoberta como algo "anormal", que vai contra as simulações de computador e estudos passados. Outros buracos como esse, também conhecidos como vazios, foram encontrados antes, mas essa descoberta é, de longe, a maior delas.

Outros vazios têm cerca de 1/1000 do tamanho desse, enquanto cientistas já observaram um vazio a dois milhões de anos-luz de distância: praticamente no final da rua em termos cósmicos. O astrônomo Brent Tully disse à Associated Press que vazios galácticos muito provavelmente se desenvolvem porque regiões do espaço com alto nível de massa puxam matéria de áreas com menos massa. Durante bilhões de anos, uma região pode perder a maior parte de sua massa para uma região vizinha com mais massa. No caso desse vazio gigante, estudos adicionais podem revelar alguma matéria na região, mas ainda seria bem menos daquela encontrada em partes "normais" do espaço. Dissemos no início que o vazio foi primeiramente descoberto através de um programa da NASA que examina a origem da radiação do Big Bang.

Energia escura e mapeamento do Universo
Em 30 de junho de 2001, a NASA lançou o Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), um satélite que vem sendo usado desde então para mapear radiação cósmica de fundo em microondas (CMB). A radiação CMB tem bilhões de anos e é um subproduto do Big Bang que cientistas detectam na forma de ondas de rádio. A radiação CMB dá informações sobre a história inicial do Universo, mostrando como ele se parecia quando era bem jovem e tinha apenas algumas poucas centenas de milhares de anos. E, ao examinar a dispersão da radiação CMB, cientistas podem descobrir como o Universo se desenvolveu desde o Big Bang e como ele continuará a se desenvolver, ou mesmo acabar. Até o vazio galáctico gigante ter sido estudado mais a fundo pelos pesquisadores da Universidade de Minnesota, ele era conhecido como "Mancha Fria WMAP" porque cientistas da NASA mediram temperaturas mais frias na região do que em áreas circundantes. A diferença de temperatura chegou a apenas alguns poucos milionésimos de grau, mas isso foi suficiente para indicar alguma coisa muito diferente sobre essa seção do espaço.

Essas duas imagens descrevem variações de temperatura no vazio galáctico e regiões circundantes. A imagem da esquerda foi capturada por um satélite da NASA enquanto a da direita veio de um rádio-telescópio usado no projeto Very Large Array Sky Survey do NRAO (Observatório Nacional de Radioastronomia dos EUA).Imagem cedida Rudnick et al., NRA/AUI/NSF, NASA

Para compreender por que os vazios galácticos são mais frios, é importante considerar o papel da energia escura. Como a matéria escura, a energia escura é comum por todo o Universo conhecido. Mas em uma área na qual não existe energia escura, os fótons (que se originaram no Big Bang) captam energia de objetos conforme se aproximam deles. À medida que eles se distanciam, a força gravitacional desses objetos capta essa energia de volta. O resultado é nenhuma mudança líquida em energia. Uma área na qual a energia escura está presente funciona de maneira diferente. Quando os fótons passam através do espaço que contém energia escura, esta fornece energia aos fótons.

Conseqüentemente, as áreas com muitos fótons e energia escura se mostram nas varreduras como mais energéticas e quentes. Os fótons perdem parte de sua energia se passarem através de um vazio galáctico sem energia escura. Essas áreas, por sua vez, emitem radiação mais fria. Um vazio gigante no qual pouca matéria ou energia escura está presente, como a Mancha Fria WMAP, causa quedas significativas na temperatura da radiação. Ambas, a matéria escura e a energia escura, permanecem muito misteriosas para os cientistas. Várias pesquisas científicas estão em andamento para examinar essas substâncias e seus papéis em vários processos cósmicos.

A energia escura pode ser até menos compreendida que a matéria escura, mas os cientistas sabem que essa energia escura tem um importante papel na aceleração do crescimento do Universo, especialmente na história cosmológica recente. Nós também sabemos que os fótons que passam através da energia escura permitem esse tipo de mudanças de energia que produz temperaturas variáveis que são, por sua vez, representadas no mapa CMB. O exame dessas flutuações de temperatura permite aos cientistas aprender como o Universo está crescendo e se desenvolvendo. E considerando-se que a energia escura é o tipo mais comum de energia no Universo, ela deve continuar a desempenhar um importante papel na pesquisa cosmológica nos próximos anos.
Fonte: http://ciencia.hsw.uol.com.br