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As “bacias de atração” são o centro de um novo modelo do universo, impulsionando a nossa compreensão da sua vasta estrutura. Liderada pelo Dr. Aurélien Valade, uma equipe internacional de cientistas formulou a teoria, forçando os astrofísicos a repensar como o universo evoluiu.
Para dar sentido ao universo, os astrofísicos constroem modelos matemáticos, um grupo de equações que explicam como o universo funciona. A equipe do Dr. Valade baseou seu trabalho em um modelo existente chamado Lambda Cold Dark Matter. Esse é o modelo padrão que a maioria dos cientistas usa para entender o Big Bang. Nele, uma característica que se tornou central em seu trabalho são as chamadas “bacias de atração”.
Assim como uma pia, com a água correndo em direção ao ralo central, uma bacia de atração é uma área de maior gravidade. Eles cresceram com o universo. A gravidade era instável em alguns lugares à medida que o universo se expandia após o Big Bang. Essa instabilidade leva a alguns pontos de gravidade excepcionalmente forte, as bacias de atração. Hoje, esses pontos ancoram as galáxias giratórias do nosso universo.
A equipe combinou o modelo Lambda com um enorme conjunto de dados cobrindo 56 mil galáxias para realizar sua pesquisa. O seu maior problema era que a recolha de dados sobre velocidade e distância em áreas tão vastas pode ser um desafio. Eles estimaram que cerca de 15% podem ser “ruído” ou dados incorretos. Para suavizar isso, eles usaram o algoritmo Hamilton Monte Carlo, frequentemente usado por cientistas de dados para corrigir conjuntos de dados que podem conter alguns números imprecisos. A partir dessas operações, eles estimaram os campos de densidade e velocidade dos objetos que observavam. A utilização do modelo de universo existente ajudou a aliviar algumas das relações sinal-ruído estimadas em 15% nos dados, uma vez que as distâncias são propensas a taxas de erro relativas de cerca de 20%.
O principal objetivo da equipe era ampliar a compreensão científica do escala em que o universo opera. Antes, era aceito que a Via Láctea era apenas uma parte do Superaglomerado Laniakea. Agora, os dados da equipe apontam para que Laniakea faça parte de uma formação ainda maior, a Bacia de Atração Shapley.
A análise dos dados identificou outras bacias de atração espalhadas pelo universo. A Grande Muralha de Sloan é a maior, abrangendo meio bilhão de anos-luz. Ela supera Shapey, anteriormente considerada a bacia mais massiva.
Em conversa com O interrogatórioHoffman disse: “O domínio da bacia de atração de Sloan Wall sobre a bacia de Shapley é verdadeiramente surpreendente. Todos os estudos anteriores, incluindo o nosso, sugeriram que Shapley é o ator principal.” Os dados servem para iluminar a evolução gravitacional do universo.
Estudar cosmologia de um ponto de vista privilegiado na Terra é difícil porque grandes estruturas se desviam menos do fundo cósmico com a distância. Isto limita a compreensão da escala do universo, pois com a distância, características interessantes tornam-se cada vez mais obscuras. Somada a essa distância está a aleatoriedade do universo, limitando sua previsibilidade. Para avançar, “a nossa reconstrução da estrutura actual em grande escala precisa de acomodar essa aleatoriedade inerente e também as incertezas observacionais”, disse Hoffman. “Nosso principal desafio é transformar a atual descrição qualitativa do nosso universo local em quantitativa e, assim, usá-la como um teste no modelo padrão da cosmologia.”
O papel “Identificação de bacias de atração no Universo local”foi publicado na Nature Astronomy em 27 de setembro de 2024.
Ryan Whalen cobre ciência e tecnologia para The Debrief. Ele possui bacharelado em História e mestrado em Biblioteconomia e Ciência da Informação com certificado em Ciência de Dados. Ele pode ser contatado em ryan@thedebrief.org e segui-lo no Twitter @mdntwvlf.
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