Aglomeração cósmica inesperada poderia desprovar nossa melhor compreensão do universo
Uma investigação que abrangeu mais de 25 milhões de galáxias descobriu uma inconsistência peculiar na forma como os astrônomos medem a densidade do universo, o que potencialmente desafia o modelo cosmológico convencional que explica a formação e evolução do universo.
A discrepância, identificada ao examinar a distorção da luz devido aos intensos campos gravitacionais de galáxias distantes, sugere que o universo pode não estar tão densamente compactado como previamente imaginado.
Se a medição for precisa, ela se somará à já existente Tensão de Hubble como mais um obstáculo substancial às nossas concepções estabelecidas sobre a evolução do universo. Isso poderia abrir caminho para novos princípios na física ou até mesmo um modelo completamente alternativo do universo. Os resultados desta pesquisa foram divulgados em 11 de dezembro e publicados na revista Physical Review D.
“Ainda estamos sendo cautelosos neste ponto”, disse Michael Strauss, chefe do Departamento de Ciências Astrofísicas da Universidade de Princeton e líder da equipe de pesquisa. Ele afirmou: “Não estamos afirmando que a cosmologia moderna foi definitivamente desacreditada. A análise estatística indica apenas uma chance em 20 de que esse resultado seja puramente coincidência, o que é bastante convincente, mas não totalmente conclusivo. No entanto, à medida que a comunidade astronômica chega repetidamente a conclusões semelhantes por meio de diferentes experimentos e medições contínuas, podemos estar verificando sua validade”.
De acordo com o modelo cosmológico convencional, após o Big Bang, o universo jovem era uma mistura tumultuada de plasma que começou a expandir rapidamente devido a uma força invisível conhecida como energia escura. À medida que o universo crescia, a matéria comum, que interage com a luz, se aglomerava ao redor de aglomerados de matéria escura invisível, dando origem às primeiras galáxias interligadas por uma vasta teia cósmica. Atualmente, os cosmologistas acreditam que o universo é composto por cerca de 5% de matéria comum, 25% de matéria escura e 70% de energia escura.
No entanto, esse quadro está enfrentando desafios crescentes. Os astrônomos frequentemente comparam o universo do passado com o universo atual para analisar seus modelos. Suas medições históricas são derivadas da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB), que é a radiação residual da primeira luz do universo emitida por átomos que se recombinaram aproximadamente 380.000 anos após o Big Bang.
No entanto, a constante de Hubble, uma métrica que rastreia a taxa de expansão do universo, prevista a partir do CMB, difere dos cálculos obtidos a partir de objetos celestes contemporâneos. Essa discrepância deu origem à quase crise cosmológica conhecida como Tensão de Hubble.
A nova discrepância em relação à densidade do universo gira em torno de um parâmetro chamado S8, que mede o grau de aglomeração da matéria em todo o universo. Utilizando dados do satélite Planck e o modelo cosmológico padrão, os astrônomos haviam previamente projetado um valor de S8 de 0,83 com base em seu estudo do CMB.
Isso contrasta com uma nova medição de S8 usando o Telescópio Subaru do Japão, que avaliou como a luz é distorcida pela presença de matéria em galáxias. Os resultados obtidos indicaram um valor menor de S8, de 0,77. Esse resultado foi confirmado por outras duas colaborações que mapearam a matéria do universo por meio de lentes gravitacionais: a Pesquisa de Energia Escura e a Pesquisa de Kil graus. A convergência dessas descobertas torna improvável que se trate de uma anomalia isolada.
Arun Kannawadi, um pesquisador associado da Universidade de Princeton envolvido na análise, afirmou: “Estamos confirmando um consenso crescente na comunidade científica de que existe uma disparidade significativa entre as medições da aglomeração de matéria no universo primordial (derivada do CMB) e as do período das galáxias, cerca de 9 bilhões de anos atrás”.
Embora esse problema destaque uma lacuna significativa em nossa compreensão do universo, os cosmologistas ainda não têm soluções definitivas. É possível que os cosmologistas tenham calculado erroneamente a quantidade e a aglomeração da matéria escura no universo. Outra possibilidade é que a energia escura tenha passado por modificações ao longo da existência do universo, o que conciliaria tanto a discrepância de S8 quanto a Tensão de Hubble por meio de um refinamento do modelo cosmológico padrão.
Ou, talvez, o que seja mais intrigante de tudo, isso possa indicar que o modelo padrão está falho e requer uma revisão completa. Para ter certeza, os cientistas precisarão realizar medições mais precisas com telescópios ainda mais avançados. Dois candidatos a essa tarefa são o Observatório Vera C. Rubin, no Chile, e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, programados para entrar em operação em 2025 e 2027, respectivamente. [Space]
