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Crise na Cosmologia. O Universo está a expandir-se muito mais rápido do que pensávamos

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(dr) Colaboração TNG

Uma simulação de computador da distribuição da matéria no Universo

O Universo está a expandir-se muito mais rápido do que os cientistas previam e a criar uma verdadeira “crise na Cosmologia”. O motivo por trás desta expansão ainda é um mistério.

Uma equipa de cientistas confirmou este problema ao analisar os dados recolhidos através de uma nova tecnologia de telescópio que depende de espelhos que mudam de forma.

De acordo com o artigo científico, publicado recentemente no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, as medições precisas da taxa na qual o Universo se está a expandir não correspondem ao modelo padrão que os cientistas têm usado há décadas.

“É aqui que reside a crise da Cosmologia”, constatou Chris Fassnacht, astrofísico e co-autor do estudo, num comunicado à imprensa e citado pelo Science Alert. Estudos científicos publicados no início deste ano chegaram a conclusões semelhantes.

“Esta incompatibilidade tem crescido e chegou agora a um ponto impossível de ser descartado. A disparidade não poderia ocorrer apenas por acaso“, frisou Adam Riess, cientista vencedor do Prémio Nobel, acrescentando que estas descobertas “podem ser o desenvolvimento mais emocionante da Cosmologia das últimas décadas”.

O mistério da constante Hubble

O Universo está constantemente a crescer. Durante várias décadas, os cientistas tentaram medir a rapidez desse crescimento – um número que ficou conhecido como constante de Hubble.

Os cientistas reúnem a história do Universo através do estudo do brilho da radiação que resta do Big Bang, chamado de fundo cósmico de microondas (CMB). Quando analisam o CMB, os investigadores olham para o passado, para uma luz que viaja a uma velocidade constante.

Com base nessas observações, os cientistas descobriram que, após o Big Bang, o Universo expandiu-se muito rapidamente, e que essa expansão diminuiu à medida que a gravidade da matéria escura recuou. Mas, recentemente, os cientistas encontraram um problema.

As medidas do Universo contemporâneo mostram que se está a expandir muito mais rápido do que aquilo que o modelo padrão prevê. O estudo de Riess, de abril deste ano, descobriu que o Universo se está a expandir 9% mais rápido do que o previsto pelos cálculos baseados no CMB.

Se estes valores não batem certo, torna-se muito claro que falta uma peça neste puzzle.

Nova tecnologia confirma dilema

Para o mais recente estudo, os cientistas usaram um sistema de espelhos de ponta no telescópio Keck Observatory, no Havai. O dispositivo usa espelhos flexíveis que podem corrigir distorções causadas pela atmosfera da Terra e tornar imagens de objetos no céu extremamente nítidas.

A equipa apontou o telescópio para três sistemas de galáxias brilhantes e altamente ativas – chamados quasares – e estudaram-nas com base num processo chamado lente gravitacional, que mede a maneira como a luz é curvada à medida que viaja em orno de objetivos maciços no seu caminho em direção à Terra.

Um objeto massivo distorce a luz em várias direções, e isso permite que os cientistas consigam observar versões diferentes e distorcidas do mesmo quasar. Assim, a equipa pode comparar essas imagens de modo a calcular quanto tempo a luz de um quasar demora a chegar até nós, e, desta forma, recolher informações sobre quanto é que o Universo se expandiu durante esse tempo de viagem.

G Chen / C Fassnacht / UC Davs

O sistema quasar

Os novos resultados mostraram, tal como os estudos anteriormente publicados, que o Universo está a expandir mais rápido do que o que o modelo padrão prevê. “Uma diferença na constante de Hubble entre o Universo inicial e o tardio significa que falta algo no nosso modelo padrão atual”, concluiu a astrofísica Sherry Suyu, em comunicado.

A cientista coloca ainda uma hipótese em cima da mesa: “poderia ser uma energia escura exótica, ou uma nova partícula relativista, ou alguma outra nova física ainda por descobrir”.

Os cientistas ainda não sabem qual é a peça que falta neste puzzle, mas há quem culpe a matéria escura, a força invisível e misteriosa que poderia ter acelerado a expansão ao empurrar e sobrecarregar a sua gravidade.

Pode ser que a nova tecnologia de telescópio com base em espelhos nos leve a um modelo cosmológico mais completo do Universo. Até lá, os cientistas prometem não desistir de desvendar este mistério.

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