Nosso Universo é menos estruturado do que o esperado?

O Universo não parou de evoluir desde o Big Bang, passando de um gás primordial difuso para uma rede complexa de galáxias e aglomerados de matéria. Mas uma nova análise sugere que, ao longo dos bilhões de anos, essa estrutura deveria ter se tornado mais "grudenta" do que realmente é. 

Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia e do Lawrence Berkeley National Laboratory combinaram dois conjuntos de dados cosmológicos para estudar essa evolução. Seu objetivo: comparar a distribuição atual da matéria com a prevista pela teoria da gravitação de Einstein. Os resultados confirmam em grande parte os modelos existentes, mas uma pequena discrepância intriga os cientistas.

O estudo baseia-se na análise dos dados do telescópio cosmológico de Atacama (ACT) e do espectroscópio DESI. O ACT fornece um mapeamento da radiação fóssil, ou fundo cósmico de micro-ondas (CMB), que data de 380.000 anos após o Big Bang. Paralelamente, o DESI permite estudar a distribuição das galáxias atuais e sua evolução ao longo de bilhões de anos.

Os pesquisadores sobrepuseram essas observações para traçar a história da matéria cósmica. Como um scanner tridimensional do céu, essa abordagem permitiu-lhes comparar estruturas antigas e recentes e observar como a matéria se organizou sob o efeito da gravidade.

O efeito de lente gravitacional, fenômeno previsto por Einstein, desempenhou um papel crucial nessa análise. A luz do CMB é distorcida ao passar por concentrações massivas de matéria, o que permite inferir a distribuição das estruturas cósmicas ao longo do tempo. O DESI, por sua vez, identifica galáxias distantes que servem como marcadores para mapear essa evolução.

Ao examinar esses dados, a equipe observou que a densidade da matéria parece ligeiramente menos contrastada do que o esperado em certas épocas recentes, principalmente há cerca de quatro bilhões de anos. Um parâmetro cosmológico chave, chamado Sigma 8 (σ₈), mede essas variações de densidade. No entanto, seu valor parece ligeiramente menor do que o previsto pelos modelos padrão.

Se essa diferença for confirmada, pode indicar uma desaceleração na formação das estruturas cósmicas. Um papel mais importante da energia escura, responsável pela aceleração da expansão do Universo, pode ser a causa. Mas os cientistas permanecem cautelosos, destacando que a discrepância observada também pode resultar de flutuações estatísticas.

As próximas observações, especialmente as do Simons Observatory, permitirão refinar essas medições. Com maior precisão, os pesquisadores esperam esclarecer essa anomalia e entender se o Universo está realmente evoluindo de uma maneira inesperada.

O que é o efeito de lente gravitacional?

Previsto por Albert Einstein em 1915, o efeito de lente gravitacional é um fenômeno em que a luz proveniente de um objeto distante é desviada pela presença de uma massa intermediária. Essa massa, como um aglomerado de galáxias, curva o espaço-tempo e age como uma lente óptica.

Esse fenômeno permite que os astrônomos observem objetos muito distantes que, de outra forma, seriam muito fracos para serem detectados. Ao ampliar sua luz, ele revela detalhes sobre o universo primitivo e a distribuição de matéria invisível, como a matéria escura.

Existem dois tipos principais de lentes gravitacionais: fortes e fracas. As lentes fortes produzem imagens múltiplas e arcos luminosos espetaculares, enquanto as lentes fracas causam leves distorções na forma das galáxias, detectáveis estatisticamente.

Ao medir essas deformações, os pesquisadores podem mapear a distribuição da massa cósmica e testar a validade dos modelos gravitacionais. É uma ferramenta essencial para entender a evolução do Universo e suas grandes estruturas.

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