Ainda não há consenso sobre esta medida do universo

Por , em 19.02.2020

A taxa de expansão do universo se chama Constante Hubble (Ho) e é um grande problema para astrônomos do século XXI. Isso, porque atualmente existem duas medidas para a Ho, e nenhum pesquisador consegue determinar qual está correta ou se as duas estão erradas.

Os dois valores foram obtidos a partir de dois métodos diferentes: um começa a medição com base no universo atual e foca no passado, em estágios anteriores. Já começa a contagem nos estágios iniciais do universo e se move em sentido ao futuro.  

A constante calculada com base no passado mostra um valor muito mais alto, sugerindo que o universo está se expandindo muito mais rápido do que se pensava. A diferença no valor é sutil, mas quando projetada à magnitude universal, acaba se tornando cosmicamente significante.

Saber esta informação ajuda cosmólogos a determinarem a idade do universo e tentar determinar quando o universo vai estar tão espalhado que os corpos vão estar extremamente longe uns dos outros. Um valor correto de Ho também pode ajudar a elucidar a natureza da energia negra guiando a aceleração.

Durante a última década, cosmólogos tinham certeza que um dos dois valores se confirmaria e o outro seria descartado. Mas o que temos agora é uma discordância cada vez maior, até que surgiu o consenso que este é um problema muito complicado.

É possível que as observações ou interpretações dessas observações estejam incorretas. Há também a possibilidade de que o modelo cosmológico esteja errado.

Constante Hubble

A constante de aceleração da expansão do universo tem este nome em homenagem ao astrônomo americano Edwin Hubble, que em 1925 anunciou ter resolvido um mistério de centenas de anos sobre a identidade de borrões no céu chamados de nebulosas. Ele descobriu que elas eram na verdade galáxias fora da  Via Láctea, e que se afastam uma das outras a uma velocidade proporcional à distância que as separa.

Mas o universo está se expandindo a partir do quê? Se a expansão for revertida e fosse possível retornar ao ponto de início, este seria o momento do nascimento do universo.

Quase imediatamente depois da descoberta de Hubble, alguns teóricos já sugeriram um tipo de explosão do espaço e do tempo, um fenômeno que depois recebeu o nome Big Bang. Nas primeiras décadas o modelo foi encarado apenas como teórico, e em 1965 apareceram as primeiras evidências de que ele poderia estar correto.

Naquele ano foram publicados simultaneamente dois artigos científicos na revista Astrophysical Journal. No primeiro, quatro físicos da Universidade de Princeton previram a temperatura do universo que surgiu da grande explosão. O segundo, de dois astrônomos dos Laboratórios Bell apresentaram a medida daquela temperatura.

A temperatura apresentada nos dois estudos não era exatamente a mesma, mas era próxima o suficiente para rapidamente trazer um consenso para a interpretação do Big Bang.

Em 1970 Allan Sandage publicou um artigo na Physics Today dizendo que o primeiro número era a taxa atual de expansão do universo (a Constante Hubble), enquanto a outra era a taxa de desaceleração dessa expansão (o parâmetro de desaceleração).

Medição sempre diferente

A comunidade científica da época julgou que o primeiro número parecia mais correto que o segundo. Mas na década seguinte dois grupos de pesquisadores observaram que uma supernova estava emitindo uma luz mais fraca do que o esperado, portanto ela estava mais longe do que acreditava-se inicialmente.

Em 1998, eles chegaram a uma importante conclusão: a expansão do universo não está diminuindo, está aumentando. E a causa para esta aceleração veio a ser conhecida como “energia escura”.

Alguns pesquisadores afirmaram que a Ho seria por volta de 50, o que significaria uma expansão expressa em quilômetros por segundo por 3,26 milhões de anos-luz, um valor que significaria que o universo tem 20 bilhões de anos. Outros astrônomos diziam que a Ho é 100, o que resultaria em um universo de 10 bilhões de anos.

Em 2001 o Key Project do telescópio Hubble completou a primeira medição confiável da constante Hubble, que ficou quase na média entre os dois valores: 72 quilômetros por segundo por megaparsec (km/seg/Mpc). Um parsec é equivalente a 3,26 anos-luz de distância. As medições sempre ficaram ao redor do número 72 até 2014, quando o resultado foi 67.4 km/seg/Mpc

O valor permaneceu em 67 até 2018, e em meados de 2019, aconteceu em Santa Bárbara, Califórnia, um congresso para discutir esta “tensão”. O ganhador do Nobel de Física em 2011, Adam Riess, questionou o também laureado David Gross, se o que os cientistas têm nas mãos é uma “tensão” ou um “problema”. “Eu não chamaria de tensão ou de problema, mas sim de crise”, respondeu Gross.

Caso o motivo desta crise não esteja nem nas observações do final do universo e nem do início do universo, então isso provavelmente significa que precisamos de um tipo diferente de física para obter a polêmica medida.

Enquanto isso não acontece, observadores vão esperar por dados coletados pelo observatório espacial Gaia da Agência Espacial Europeia. Nos próximos anos novas medições devem ser realizadas, com melhor precisão. [Scientific American]

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