Um novo método para medir a expansão do Universo e resolver a "tensão de Hubble"

Como o Universo pode se expandir a duas taxas distintas? Esse enigma, conhecido como tensão de Hubble, intriga os astrônomos há muitos anos. 

Ilustração mostrando a emissão de ondas gravitacionais durante a colisão de buracos negros. Crédito: Deborah Ferguson, Karan Jani, Deirdre Shoemaker, Pablo Laguna, Georgia Tech, Colaboração MAYA

A origem dessa tensão reside na discrepância entre dois métodos de cálculo. O primeiro, baseado em observações de estrelas em explosão no Universo relativamente próximo, fornece um determinado valor para a taxa de expansão. O segundo , que se baseia na análise do cosmos primordial por meio da radiação cósmica de fundo em micro-ondas , produz um valor significativamente menor. Essa diferença persistente sugere que uma peça do quebra-cabeça pode estar faltando em nossa narrativa da evolução cósmica.

Uma equipe de pesquisadores está propondo uma nova abordagem: o uso de ondas gravitacionais. Essas oscilações do espaço-tempo, previstas por Einstein e confirmadas experimentalmente em 2015, têm origem em colisões de objetos muito massivos, como buracos negros. Elas poderiam permitir uma nova medição independente da taxa de expansão do espaço.

Essa abordagem, chamada de "sirene estocástica", concentra-se no ruído de fundo contínuo de ondas gravitacionais, uma cacofonia cósmica resultante da superposição de todas as fusões de buracos negros que ocorreram ao longo da história do Universo. Examinar esse sinal possibilita estimar a densidade desses eventos e, consequentemente, derivar um valor para a constante de Hubble .

Por enquanto, detectores atuais como o LIGO e o Virgo ainda não possuem sensibilidade suficiente para isolar claramente esse ruído de fundo. No entanto, análises preliminares dos dados parecem indicar valores consistentes com a taxa de expansão mais rápida. Essa tendência está impulsionando o desenvolvimento de instrumentos de terceira geração muito mais poderosos.

Assim, nos próximos anos, esse método poderá fornecer uma medição robusta e ajudar a resolver o debate entre os dois grupos em relação à discrepância de Hubble. Mesmo que um dos grupos obtenha vantagem por uma margem de "dois para um", ainda restará entender por que as medições do outro grupo divergem.

Este trabalho, publicado na revista Physical Review Letters , representa, portanto, um avanço encorajador para o campo da cosmologia .

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