Dados não confirmam aceleração da expansão do Universo

 Universo não está acelerando

O Universo pode não estar acelerando, afinal de contas. Os cientistas agora calculam a expansão do Universo pode estar, na verdade, desacelerando, contestando uma das ideias mais fundamentais da cosmologia moderna.

Vislumbre da história do Universo, tal como o entendemos atualmente. O cosmos começou a expandir-se com o Big Bang, mas cerca de 10 bilhões de anos mais tarde começou a acelerar graças a um fenômeno teórico denominado energia escura. [Imagem: NASA]

A - agora pretensa - descoberta da aceleração da expansão do Universo é considerada uma das descobertas mais importantes da cosmologia moderna. Ela foi feita de forma independente e quase simultânea em 1998, por dois grupos de pesquisa: O Projeto Cosmologia Supernova, liderado por Saul Perlmutter, e a Equipe de Busca por Supernovas Alto-Z, liderada por Brian Schmidt e Adam Riess. A descoberta rendeu aos três cientistas o Prêmio Nobel de Física de 2011.

E foi a descoberta da aceleração da expansão do Universo que levou à criação do conceito de energia escura, uma força repulsiva misteriosa e até hoje não identificada que seria responsável por afastar as galáxias umas das outras a uma taxa cada vez maior. E ela também está na fonte do debate mais moderno conhecido como "tensão de Hubble".

Mas, contestando esse paradigma vigente nestas últimas décadas, Junhyuk Son e colegas da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, afirmam que não encontraram quaisquer evidências convincentes de que a expansão do Universo esteja acelerando.

"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," disse o professor Young-Wook Lee, membro da equipe. "Se esses resultados forem confirmados, isso representará uma grande mudança de paradigma na cosmologia desde a descoberta da energia escura há 27 anos."

Marcadores de distância cósmicos

Desde os anos 1920, com os trabalhos pioneiros de Edwin Hubble e Georges Lemaitre, sabe-se que o Universo está em expansão. Mas a expectativa era que essa expansão fosse desacelerada pela gravidade ao longo do tempo.

Medir essa expansão - e, por decorrência, sua aceleração ou desaceleração - envolve medir o brilho de supernovas Ia, que ocorrem quando uma anã branca em um sistema binário suga matéria de sua companheira maior em quantidade suficiente para atingir uma massa equivalente a 1,4 vez a massa do nosso Sol, a chamada massa de Chandrasekhar. A densidade interna e a temperatura da anã branca atingem valores suficientes para iniciar uma explosão termonuclear, criando as maiores explosões do Universo.

A métrica consiste em comparar o brilho aparente das supernovas Ia com sua luminosidade intrínseca, o que permite calcular sua distância com grande precisão. A conclusão sobre a aceleração da expansão do Universo veio quando os cientistas concluíram que as supernovas Ia mais distantes (e, portanto, mais antigas) estavam mais fracas do que o esperado para um Universo em desaceleração. Isso significa que elas estavam mais longe do que se previa. Ora, se os objetos distantes estão mais longe do que o esperado, isso só poderia significar que o Universo se expandiu mais devagar no passado e, mais recentemente, sua expansão começou a acelerar.

A equipe coreana descobriu agora que, mesmo após padronizar o brilho, 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 pesquisadores confirmaram esse efeito da idade com um nível de confiança extraordinário (99,999%).

Isso significa que ao menos parte do escurecimento antes atribuído à aceleração cósmica na verdade resulta de diferenças na população estelar, e não da expansão do Universo.

Universo está desacelerando

Quando a equipe corrigiu esse viés relacionado à idade das supernovas, os dados deixaram de se ajustar ao modelo Lambda-CDM (Λ-CDM) padrão, que assume uma forma constante de energia escura.

Em vez disso, os dados passaram a se ajustar mais a um modelo mais recente, apoiado pelo projeto DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), que indica que a energia escura está "evoluindo" ao longo do tempo, em vez de permanecer constante - o DESI é um instrumento constituído por 5 mil fibras ópticas, cada uma delas funcionando como um telescópio controlado roboticamente, que ficam escaneando galáxias em alta velocidade.

Este modelo alternativo baseia-se nas chamadas oscilações acústicas bariônicas (OACs, ou BAOs: Baryon Acoustic Oscillations) - essencialmente ondas sonoras ancestrais do Big Bang - e em dados da radiação cósmica de fundo (CMB: Cosmic Microwave Background). Ambas as fontes sugerem que a energia escura não é constante, mas sim que ela enfraquece e se altera ao longo do tempo.

Quando os pesquisadores combinaram os dados corrigidos das supernovas com os resultados das BAOs e do CMB, as evidências se tornaram esmagadoras: o Universo não está acelerando, estando na verdade em uma fase de desaceleração da expansão.

Quem tem razão?

Para reforçar suas conclusões, a equipe já está trabalhando no que eles chamam de "teste livre de evolução". Essa abordagem examina apenas supernovas de galáxias jovens e coevas - aquelas com estrelas de idades semelhantes - em toda a faixa de desvio para o vermelho. Os resultados preliminares já estão validando a conclusão anunciada agora, mas o trabalho ainda está em andamento.

A médio prazo, novos dados ajudarão a reforçar a conclusão ou corrigi-la. 

"Nos próximos cinco anos, com o Observatório Vera C. Rubin descobrindo mais de 20.000 novas galáxias hospedeiras de supernovas, medições precisas de idade permitirão um teste muito mais robusto e definitivo da cosmologia das supernovas," disse o professor Chul Chung, membro da equipe.

Localizado no alto dos Andes chilenos, o Observatório Vera C. Rubin abriga a câmera digital mais potente do mundo. Suas operações científicas começaram este ano.

Também é importante salientar que esta não é a primeira vez que cientistas afirmam que a energia escura não existe ou mesmo que matéria escura e energia escura são apenas ilusão cósmica.

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