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Novas descobertas inovadoras estão a desafiar a existência da energia escura, com base em pesquisas que sugerem que a estrutura desigual do Universo poderia fornecer uma explicação alternativa para a sua expansão acelerada.
Uma força repulsiva há muito hipotética que supera a gravidade e é responsável pela taxa crescente de expansão do nosso universo, a misteriosa “energia escura” que os astrofísicos acreditam estar afetando o universo em escalas maiores permanece indefinida.
Agora, uma nova teoria apelidada de modelo “timescape” apresenta uma alternativa: que a aceleração observada do nosso universo não é o resultado de uma força invisível no cosmos, mas poderia, em vez disso, surgir da distribuição irregular da matéria dentro dele.
O modelo, desenvolvido por uma equipa de investigação da Universidade de Canterbury em Christchurch, Nova Zelândia, desafia suposições de longa data sobre a suposta força invisível que impulsiona a aceleração da expansão cósmica, e pode potencialmente ajudar os astrónomos a resolver várias anomalias que há muito deixam os cosmólogos perplexos.
Questionando a existência da energia escura
Embora há muito aceite como uma força fundamental por detrás de um dos maiores mistérios da astronomia, a existência da energia escura permanece teórica. O conceito de uma misteriosa força invisível foi inicialmente introduzido para ajudar a explicar fenómenos que o modelo padrão da física atualmente não consegue explicar.
No entanto, muitos cientistas reconheceram as inconsistências persistentes que a teoria apresenta, que incluem o que os astrônomos chamam de “Tensão Hubble”, onde as taxas previstas de expansão cósmica observadas diferem daquelas propostas por modelos que estão em conformidade com o modelo padrão.
Entre no Timescape
Agora, investigadores liderados pelo professor David Wiltshire propuseram uma alternativa ousada: com base em observações de curvas de luz produzidas por supernovas, a expansão do Universo pode não ser, de facto, uniforme.
Segundo Wiltshire e seus colegas, o universo se desenvolve de maneira “irregular”, que surge de variações na distribuição da gravidade em relação às diferentes estruturas cósmicas. A distribuição desigual da matéria do universo exerceria uma influência significativa no espaço-tempo circundante em regiões muito densas onde existem galáxias, ao mesmo tempo que teria pouco efeito em vastas regiões vazias do cosmos.
O efeito resultante, propõe Wiltshire, cria a ilusão de expansão acelerada que há muito intriga os astrônomos.
“A energia escura é uma identificação incorreta de variações na energia cinética de expansão”, explicou o professor Wiltshire em comunicado. “As nossas descobertas mostram que não precisamos da energia escura para explicar porque é que o Universo parece expandir-se a um ritmo acelerado.”
Devido à acumulação de matéria em certas regiões do espaço, o tempo passa cerca de 35% mais lentamente do que nos vazios cósmicos vazios, onde se encontra pouca matéria. A nova investigação realizada por Wiltshire e a sua equipa sugere que, ao longo de períodos de milhares de milhões de anos, a discrepância resultante permitiria uma expansão muito mais significativa nas regiões vazias, que constituem a maior parte da estrutura em grande escala do Universo.
Isto, dizem os investigadores, pode explicar a aceleração percebida e oferece um melhor ajuste para as discrepâncias que há muito deixam os astrónomos perplexos, tudo sem qualquer necessidade de energia escura invisível.
Comparando Teorias e Pesquisas Futuras
De acordo com o modelo padrão Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), a energia escura representa uma força antigravitacional fraca, que constitui perto de dois terços da densidade de energia do Universo.
Embora este modelo possa explicar por que as observações de supernovas fazem com que elas pareçam estar mais distantes do que deveriam estar se a expansão estiver ocorrendo uniformemente em todo o universo, medições recentes obtidas com o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) desde 2021, juntamente com outras fontes de dados de alta precisão, todos apontam para a probabilidade de que o ΛCDM possa ser demasiado simplista para explicar totalmente a estrutura complexa do Universo.
No entanto, a implementação de testes para o modelo timescape exigirá dados observacionais robustos. Em Julho, o lançamento do satélite Euclides da Agência Espacial Europeia marcou um avanço promissor na obtenção desses dados, uma vez que se espera que forneça informações que provavelmente serão críticas para avaliar a nova teoria.
Ao examinar as características de mais de 1.000 supernovas, a quantidade necessária de dados observacionais poderia ser obtida para ajudar a verificar o modelo de paisagem temporal. Felizmente, Wiltshire e a equipa da Universidade de Canterbury já trabalharam em colaboração com a equipa Pantheon+ para analisar 1.535 supernovas, o que, segundo eles, produz evidências muito promissoras em apoio à nova teoria.
No futuro, observações adicionais de Euclides e outras fontes, que incluem o próximo lançamento do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, poderão fornecer dados essenciais que podem ajudar a confirmar a validade da teoria do timescape e, assim, ajudar a resolver um dos maiores problemas da cosmologia. debates não resolvidos.
“Com novos dados, o maior mistério do Universo poderá ser resolvido até ao final da década”, disse Wiltshire.
A pesquisa da equipe foi recentemente detalhado em um novo artigo por Wiltshire, junto com os coautores Zachary G Lane, Antonia Seifert e Ryan Ridden-Harper, intitulado “Fundamentos cosmológicos revisitados com Pantheon+” que apareceu em 19 de dezembro de 2024, em Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
Micah Hanks é o editor-chefe e cofundador do The Debrief. Ele pode ser contatado por e-mail em micah@thedebrief.org. Acompanhe seu trabalho em micahhanks.com e em X: @MicahHanks.
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