Algo está suprimindo o crescimento do Universo, dizem os físicos

Vistas através dos olhos de um gigante, as galáxias do nosso Universo agarram-se como espuma à superfície de um oceano eterno, formando aglomerados e fios em torno de vazios escuros. 

O Centro Galáctico. (NASA/CXC/UMass/QD Wang/SAO/N. Wolk) 

Esta teia cintilante levou eras para se formar, congelando gradualmente sob a orientação da gravidade a partir do que era, há bilhões de anos, uma névoa uniformemente espalhada de partículas incandescentes recém-saídas do forno do Big Bang.

Por mais lento que esse crescimento pareça para nós, meros mortais, os físicos Nhat-Minh Nguyen, Dragan Huterer e Yuewei Wen da Universidade de Michigan querem desacelerá-lo ainda mais, resolvendo um dos problemas mais incômodos da ciência no processo.

O ajuste sugerido ao modelo que atualmente melhor descreve o nosso Universo poderia resolver um conflito significativo nas observações da cintura em expansão do espaço.

Por mais que reclame que não se consegue algo de graça hoje em dia, há mais espaço vazio lá em cima hoje do que ontem. Algo está fazendo com que o nada cresça, abrindo caminho nas lacunas entre as galáxias para separar suavemente a estrutura em grande escala do Universo a uma taxa cada vez maior.

Como não sabemos o que está por trás desse empurrão misterioso, nos referimos a ele como energia escura.

“Se a gravidade atua como um amplificador que aumenta as perturbações da matéria para crescer em estruturas em grande escala, então a energia escura atua como um atenuador que amortece essas perturbações e retarda o crescimento da estrutura”, diz Nguyen, autor principal de uma investigação sobre a grande escala. crescimento da estrutura.

“Ao examinar como a estrutura cósmica tem se agrupado e crescido, podemos tentar compreender a natureza da gravidade e da energia escura.”

A taxa precisa de expansão, conhecida como constante de Hubble (H0), não é nada clara. Meça a maneira como certos tipos de estrelas em explosão se distanciam e você poderá obter uma aceleração de 74 quilômetros por segundo por megparsec. Usando o ‘eco de luz’ da radiação esticada que ainda se propaga após o Big Bang – a radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB) – a H0 está mais próxima de cerca de 67 quilómetros por segundo.

Isso pode não parecer muita diferença, mas a discrepância persistiu através de investigações suficientes para que não possa mais ser descartada como um erro trivial.

Nguyen, Huterer e Wen deram uma nova olhada no modelo cosmológico de concordância plana ΛCDM como uma fonte potencial de suposições equivocadas. Se a cosmologia fosse um jogo de xadrez, este seria o tabuleiro e as peças dispostas nas peças da relatividade geral, movidas pelo impulso da energia escura e alinhadas pelas influências gravitacionais da matéria escura.

Rebobinando as peças de xadrez que vemos hoje, podemos efetivamente ver como o jogo começou, desde um piscar momentâneo de rápida inflação até um momento em que as primeiras estrelas entram em colapso, até à formação de galáxias e à sua eventual emergência em fios gigantescos e interligados.

Se por alguma razão este processo se desviasse do previsto pelo modelo de concordância, impedindo o crescimento da estrutura em grande escala do Universo, a tensão entre as diferentes medidas da expansão acelerada do Universo desapareceria.

Os pesquisadores usaram uma combinação de medições envolvendo ondulações na teia cósmica, eventos de lentes gravitacionais e detalhes na radiação cósmica de fundo para chegar a uma conclusão estatisticamente convincente de que a teia cósmica está crescendo mais lentamente do que o modelo de cosmologia de concordância plana ΛCDM prevê.

“A diferença nestas taxas de crescimento que potencialmente descobrimos torna-se mais proeminente à medida que nos aproximamos dos dias atuais”, diz Nguyen.

“Essas diferentes sondas, individual e coletivamente, indicam uma supressão do crescimento. Ou estamos perdendo alguns erros sistemáticos em cada uma dessas sondas, ou estamos perdendo alguma física nova e tardia em nosso modelo padrão.”

Embora não existam candidatos óbvios para o que poderá travar o crescimento da teia cósmica, medições futuras da estrutura em grande escala do Universo poderão pelo menos sugerir se há necessidade de explorar mais a ideia.

O Universo levou 13,7 bilhões de anos para parecer tão bom. Podemos esperar mais alguns anos para descobrir os segredos dessas belas rugas cosmológicas.