A energia escura é um daqueles componentes da cosmologia sobre os quais ainda estamos a aprender. Apesar de não a conseguirmos observar de forma directa, é possível ver - e muito - os seus efeitos no Universo, sobretudo através do modo como parece estar a acelerar a expansão do cosmos.
Nos últimos tempos, porém, alguns físicos começaram a pôr em causa até essa narrativa, com base em resultados que sugerem que a expansão não decorre ao ritmo que os modelos matemáticos indicariam. Em termos práticos, isto poderia significar que a energia escura muda ao longo do tempo, algo com consequências profundas para a expansão do Universo e para a cosmologia em geral.
DESI (DR2) e a energia escura: de onde vem a controvérsia
A discussão intensificou-se depois de o Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) ter divulgado o seu segundo conjunto de dados, conhecido no jargão astronómico como DR2.
Trabalhos anteriores apontaram uma discrepância entre os novos mapas de galáxias do DESI e o Fundo Cósmico de Micro-ondas, o brilho remanescente da Grande Explosão. Uma explicação possível para esse desfasamento é a hipótese de a energia escura estar “a evoluir” - tornando-se mais forte ou mais fraca ao longo de milhares de milhões de anos.
Um aviso de cautela de Slava Turyshev
Num novo artigo, o Dr. Slava Turyshev - também conhecido por ser o mais destacado defensor da missão da Lente Gravitacional Solar - explora uma alternativa: é possível que os dados estejam simplesmente “sujos”, afectados por imprecisões na forma como medimos determinadas grandezas cosmológicas, como as supernovas.
Para o Dr. Turyshev, é cedo para dar o salto para conclusões extraordinárias: alegações extraordinárias exigem provas extraordinárias. E há, segundo ele, uma fonte de erro muito plausível que poderia explicar o desfasamento entre o DESI DR2 e o Fundo Cósmico de Micro-ondas.
Se as nossas medições de supernovas estiverem incorrectas, mesmo que apenas por 0.02 magnitudes, isso já poderia justificar a discrepância.
As supernovas são amplamente utilizadas como referência para medir distâncias a escalas cosmológicas, pelo que acertar com precisão na sua luminosidade é decisivo para inferir distâncias de forma fiável. E o Dr. Turyshev, tal como muitos outros astrofísicos, não está convencido de que o conjunto actual de telescópios consiga, de forma consistente, cumprir esse requisito com a exactidão necessária.
O “horizonte sonoro” como régua cósmica - e como pode falhar
Outro ponto susceptível a erros é a chamada “régua cósmica” usada nestas análises. É o chamado “horizonte sonoro” (nome que até serviria para uma banda de metal), que quantifica a distância que uma concentração de matéria se deslocaria a partir do seu ponto inicial, mas a uma velocidade muito particular: a velocidade do som no plasma quente que preenchia o Universo primordial.
Estas ondas - as Oscilações Acústicas de Bárions - persistiram durante cerca de 380,000 anos, até cessarem quando o Universo arrefeceu o suficiente para permitir a formação dos primeiros átomos, ficando essas estruturas, na prática, congeladas no espaço.
Usamos essa escala como uma régua para medir distâncias a outros objectos distribuídos pelo Universo. Contudo, por se tratar novamente de uma medição, pequenas imprecisões nos instrumentos e nos métodos usados para determinar esse valor podem propagar erros para etapas posteriores.
O diagnóstico de Alcock–Paczynski (AP) como alternativa
Para mitigar esse problema, o Dr. Turyshev propõe recorrer a um truque matemático chamado diagnóstico de Alcock–Paczynski (AP). Em vez de depender do horizonte sonoro, esta abordagem usa uma forma calculada do Universo que não fica dependente de medições imprecisas associadas a um momento específico da história primordial.
Se, mesmo depois de aplicadas essas verificações, a energia escura continuar a aparentar variações, o Dr. Turyshev apresenta algumas hipóteses para explicar o fenómeno.
Possíveis explicações caso a energia escura esteja mesmo a variar
Uma das propostas avançadas por ele é um novo modelo, designado Late-Transition Interacting Thawer (LTIT). Neste enquadramento, a energia escura poderia “descongelar” após um certo intervalo desde o início do Universo e começar, lentamente, a interagir cada vez mais - e é esse efeito acumulado que observaríamos como a expansão do Universo.
Outra explicação em cima da mesa é a “Travessia Fantasma”, em que a energia escura poderia tornar-se extremamente intensa num determinado período, transitando para aquilo a que se chama energia fantasma.
Mas, se esta hipótese estiver correcta, então, segundo o Dr. Turyshev, será necessária uma nova base de física para a explicar, porque não encaixa no modelo padrão.
Mais dados a caminho (e já em análise)
No essencial, continuamos a reunir evidências sobre a energia escura e os seus mistérios associados. Felizmente, está a chegar mais informação - e alguma já está disponível.
A Euclid, outra missão de cosmologia observacional, divulgou recentemente o seu primeiro conjunto de dados, e os astrofísicos já o estão a analisar ao pormenor, na esperança de lançar mais luz sobre esta força escura no Universo.
Há ainda muito por descobrir nesta área, até porque o DESI continua a recolher dados para a sua terceira divulgação, que deverá incluir informação dos primeiros três anos do levantamento principal, idealmente ainda este ano.
Esta investigação está disponível como pré-publicação no arXiv.
Este artigo foi originalmente publicado pelo Universe Today. Leia o artigo original.
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