E o maior mistério do universo é…

Por , em 26.05.2013

São 15 anos a coçar a cabeça, desde que percebemos que algum agente misterioso está empurrando o universo para longe. Nós ainda não sabemos o que é. Ele está em toda parte e não podemos vê-lo. Reponde por mais de dois terços do universo, mas não temos ideia de onde vem ou de que é feito. “A natureza não está pronta para nos dar alguma pista ainda”, diz Sean Carroll, físico teórico do Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena (EUA).

Um nome já lhe foi dado: energia escura. Agora, a busca é sobre o que realmente é. Ainda este ano, os astrônomos irão começar um novo levantamento do céu para procurar sinais do material entre as explosões de estrelas e antigos aglomerados de galáxias. Um pacote de missões espaciais e gigantescos telescópios baseados na Terra em breve se juntarão à missão.

Até o momento, nosso conhecimento é bastante escasso. Ele é limitado a, talvez, três coisas. Primeiro, sabemos que a energia escura empurra. Em 1998, observaram-se inesperadas explosões de supernovas, que estavam mais longe do que imaginávamos. O espaço parece, em algum momento, ter começado a se expandir mais rápido, como se impulsionado por uma força repulsiva agindo contra a gravidade atrativa da matéria.

Em segundo lugar, há vários ingredientes nela. O movimento e aglomeração de galáxias nos diz o quanto a matéria é exterior ao universo, enquanto que as micro-ondas cósmica emitidas 380 mil anos após o Big Bang nos permitem estudar a densidade total da matéria mais a energia. Este segundo número é muito maior. De acordo com os dados mais recentes, incluindo observações de micro-ondas do satélite Planck, da Agência Espacial Europeia, cerca de 68% do universo é, de alguma forma, não material, ou energética.

Em terceiro lugar, a energia escura é um excelente combustível para as mentes criativas dos físicos. Eles a veem em centenas de formas diferentes e fantásticas.

A mais “simples” delas é a constante cosmológica. É uma densidade de energia inerente ao espaço, que dentro da teoria geral da relatividade de Einstein cria uma gravidade repulsiva. Conforme o espaço se expande mais e mais, torna a sua repulsa mais forte em relação à gravidade. Partículas físicas até parecem fornecer uma origem para ela, em partículas virtuais que aparecem e desaparecem no vácuo quântico incerto.

Mas muitas discrepâncias catastróficas deixam espaço para uma mistura variada de teorias alternativas. A energia escura poderia ser quintessência, um campo de energia hipotética que permeia o espaço. Ou pode ser uma forma modificada da gravidade que repele a longa distância, ou uma ilusão nascida da posição da Terra no cosmos. Talvez a energia escura poderia assumir a forma de ondas de rádio trilhões de vezes maiores do que o universo observável.

“Muitas pessoas inteligentes têm tentado inventar algo melhor do que a constante cosmológica, ou entender por que a constante cosmológica tem este valor. Grosso modo, elas falharam”, diz Carroll.

Uma maneira de ir direto ao ponto pode ser descobrir se a energia escura está mudando ao longo do tempo. Se não for verdade, isto excluiria a constante cosmológica: como uma propriedade inerente do espaço, a sua densidade deve permanecer inalterada. Na maioria dos modelos de quintessência, por outro lado, a energia torna-se diluída lentamente, como trechos de espaço – embora em alguns realmente se intensifique, bombeada pela expansão do universo. Em teorias mais modificadas da gravidade, a densidade da energia escura também é variável. Ela pode até subir um pouco e, em seguida, descer, ou vice-versa.

O destino do universo paira neste equilíbrio. Se a energia escura permanecer estável, a maioria dos cosmos irá acelerar para longe, deixando-nos em uma pequena ilha do universo cortado do resto do cosmos. Se intensificar-de, pode eventualmente destruir toda a matéria em um “Big Rip” (“grande rasgo”), ou até mesmo tornar o tecido do espaço instável aqui e agora.

Nossa melhor estimativa hoje, baseada principalmente em observações de supernovas, é que a densidade da energia escura é bastante estável. Há uma sugestão de que está aumentando ligeiramente, mas as incertezas são muito grandes para nos preocuparmos com esse aumento.

Diminuindo as incertezas

A Pesquisa de Energia Escura, um projeto internacional que começou a coletar dados em setembro, pretende melhorar nosso conhecimento. Ele utiliza o telescópio Víctor M. Blanco de 4 metros de largura do Observatório Interamericano Cerro, no Chile, ligado a uma câmera infravermelha sensível especialmente projetada para procurar vários sinais reveladores da energia escura sobre uma ampla faixa do céu. “Este não é o maior telescópio do mundo, mas tem um grande campo de visão”, diz Joshua Frieman da Universidade de Chicago (EUA), que é diretor do projeto.

Para começar, o telescópio vai pegar muitos mais supernovas. O brilho aparente de cada explosão estelar nos diz há quanto tempo isso aconteceu. Durante o tempo que a luz nos atingiu, o seu comprimento de onda foi esticado pela expansão do espaço.

A pesquisa também vai desenhar um mapa do céu que marca as posições de algumas centenas de milhões de galáxias e suas distâncias de nós. As ondas sonoras que reverberam em torno dos cosmos deram enormes superaglomerados de galáxias uma escala característica. Ao medir o tamanho aparente de superaglomerados, podemos obter uma nova perspectiva sobre a história da expansão do universo.

O mapa também revela influências das trevas em escalas menores. A equipe de pesquisa acompanhará o crescimento através de um efeito conhecido como lente gravitacional, que ocorre quando o feixe dobrar a luz que passa através deles a partir de objetos cósmicos ainda mais distantes.

Estas várias medidas devem dar um insight sobre como a energia escura mudou ao longo do tempo. A pesquisa deve reduzir a incerteza sobre os resultados existentes por um fator de quatro, diz Frieman. Após a primeira análise devida dos dados, em 2016, vamos começar a distinguir entre alguns dos diferentes modelos teóricos.

Por fim, o Large Synoptic Survey Telescope, um projeto norte-americano, deve-se abrir o seu grande olho em 2021. Outros mega-âmbitos, como o Telescópio de 30 Metros, no Havaí, o European Extremely Large Telescope e o Telescópio Gigante Magalhães, no Chile, também devem entrar em ação em torno do mesmo tempo. Assim, o enorme receptor de rádio cósmico baseado na Austrália e África do Sul, o Square Kilometre Array, irá traçar a estrutura cósmica através do brilho de rádio de nuvens de hidrogênio. Em 2020, a Agência Espacial Europeia e a NASA planejam lançar uma missão espacial de caça a energia escura chamada Euclides. O telescópio Infrared Survey Largo-Campo dos EUA pode seguir logo depois.

Esta perseguição através do espaço vai ser emocionante, mas ainda pode nos iludir. Mesmo se descobrirmos que a densidade da energia escura é crescente ou decrescente, podemos não ser capazes de dizer se isso é devido a quintessência ou a algum tipo de variável gravidade.

“Se você introduzir um novo campo ou partícula para ser sua energia escura, então também vai atuar como o portador de uma nova força”, diz Clare Burrage da Universidade de Nottingham, no Reino Unido. Algo como quintessência produziria uma força fundamental em quinto lugar, separada da gravidade, eletromagnetismo e forças nucleares. O mesmo é válido para a maioria das formas de gravidade modificada. “Mas nós não vemos uma quinta força dentro do sistema solar”, diz Burrage.

Teóricos geralmente se livram deste ponto de atrito pela adição de um mecanismo de triagem, que enfraquece a quinta força em ambientes relativamente densos, como a vizinhança solar. Um projeto chamado experimento GammeV, do Fermilab, em Illinois (EUA), está já à procura de um determinado campo de energia escura blindado chamado de camaleão.

Até agora GammeV nada observou, mas Burrage visa procurar uma gama muito maior de energias escuras, e com maior sensibilidade.

Existem ainda muitas maneiras de se tentar a energia escura, como através de efeitos elétricos. Por exemplo, Michael Romalis, da Universidade de Princeton (EUA) e Robert Caldwell do Dartmouth College (EUA) propuseram no início deste ano que se fótons ou elétrons comuns podem gerar quintessência mesmo muito fraca, então um campo magnético da Terra deve gerar uma pequena carga eletrostática. Este efeito é potencialmente simples de detectar, embora qualquer aparelho projetado para fazê-lo teria que ser muito preciso.

Poucos imaginam que esse mistério será solucionado logo. “A energia escura é um dos maiores mistérios, e eu não espero ainda estar por perto quando nós o descobrirmos”, diz Stephen Hsu, da Universidade de Oregon (EUA). [NewScientist]

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (8 votos, média: 5,00 de 5)

27 comentários

  • André Tardoque:

    Pra mim o maior mistério assim ainda vai ser como alguém pode trocar o aniversário da mãe pra assistir um jogo de futebol.

    • Derly Kimura:

      Boa André,mas,pra mim,o maior mistério do universo é saber acerca do espaço físico(tirando planetas,estrelas,galáxias etç) que ele ocupa.

  • Julia Brazinha:

    existem muito mais coisas para descobrir, do que até hoje já se sabe…

  • Helder Mafra:

    são variadas ondas de energia que se locomovem pelo universo..a energia escura ainda é uma descoberta de existência. De suas finalidades são caminhos a serem explorados. pode ser uma energia, ocasionada por explosões cósmicas, que serve de identificação como um componente para a medição do universo como um todo..

  • Helio Sandro:

    Michael isso é muito mais complicado do que questães religiosas.A ciência quer aprova.

  • MICHAEL FURINI:

    a pista mais fácil a seguir já foi dada, apenas tentamos olhar com o olho fisico, mas se olhassemos com nosso olho espiritual veremos a grandiosidade que nosso Deus Todo-Poderoso reflete em todas as coisas, coisas vistas e coisas nao vistas.

    • Genioso Irreligioso:

      Ohh yeah! O criador tem que ser maior & mais sofisticado do que toda a sua obra; uma coisa ou um ser assim tem que ter deixar rastros… deus só existe ou reflete na cabeça de quem acredita nisso! =]

    • frota82:

      Deus não existe. Trabalhe.

  • Douglas:

    Eu tenho uma ideia
    as estrelas pegam a matéria e a transformam em energia, fóton,
    neutrinos, etc
    essa energia chega borda do universo porem ela nao tem como passar e empurra o espaço-tempo cada vez mais longe esticando o universo, apos de trilhões de anos sobrara apenas buracos negros
    que apos consumir (compactar) toda materia e espaço-tempo
    em um unico ponto, deve entrar em colapso liberar toda energia de novo,
    Essa é só uma ideia que eu tive, eu sei que deve-ter inúmeras falhas, só quero que alguém possa me dizer.

    • WalterZ:

      Pois achar defeitos no que os outros fazem é um esporte bem mais divertido do que fazer, mas como foi solicitação sua, vamos la.

      1 – Borda do Universo: Não há nada que indique que o Universo tenha uma borda. Ok, pode até ter. Mas para que isso possa ser levado em conta é necessário alguma evidencia ou pelo menos um embasamento para que esta hipótese possa ser considerada. Você tem algum?

      2 – Colapso de Buracos Negros. Vale o mesmo racinio do item 1. É verdade que os buracos negros estão ficando cada vez maiores. Mas parece que a aceleração da expansao do universo casada pela energia escura vai predominar e a massa vai tender a se “espalhar” e não se acumular nos buracos negros. Além disso buracos negros não entram em colapso. No máximo, após consumirem toda a matéria a sua volta os buracos negors irão “evaporar” lentamente perdendo partículas (radiação de Hawking). Porém não será um colapso, mas processo extremamente lento, que levará trilhões de anos

    • Cesar Grossmann:

      É pior, WalterZ, se o universo tem borda, então tem centro, e tem também pontos que são privilegiados. Acaba toda a cosmologia moderna se o Universo tiver bordas e centro, por que pelo menos dois princípios cosmológicos vão à pique…

  • Munhoz:

    …cerca de 68% do universo é, de alguma forma, não material, ou energética.
    Não seria este o plano astral?, ou seria o plano astral material?

    • Cesar Grossmann:

      Não. São a energia escura e a matéria escura. Nada a ver com “plano astral” – até por que não há uma definição testável de “plano astral”.

    • Munhoz:

      Realmente você está certo, estive pesquisando e descobri que o plano astral é material, então deve ser o plano espiritual mesmo.

  • Pedro Bernabe:

    “A natureza não está pronta para nos dar alguma pista ainda”

    Brilhante matéria e os estudos relacionados, mas o nobre companheiro de profissão está colocando na natureza um problema humano: as academias científicas e o modo de pensamento defendido por elas é que não está pronto para explorar de verdade a natureza e o universo.

    Vlw Ana!

    • JOTAGAR:

      Isto tem nome: Arrogância espistêmica…

  • Daniel Coelho:

    Parabéns pela publicação!

  • Victor Agmc:

    Fico a especular porque que esta energia escura é invisível aos nossos olhos e aos nossos instrumentos científicos. Só sabemos da sua existência pelos seus efeitos gravitacionais. Somos seres tridimensionais vivendo no universo repleto de outras dimensões conforme postulam alguns cientistas. Teríamos que ter a capacidade de ver outra dimensão? Um ser bidimensional jamais conseguirá perceber a profundidade existente no universo tridimensional. Porém um ser tridimensional consegue observar um ser bidimensional e interagir com ele, mas o inverso não ocorre. A energia escura seria então algo afeto a uma quarta dimensão, uma dimensão que extrapola os dimensões do espaço-tempo que conhecemos e observamos e tal forma que só sentimos os seus efeitos?

    • Rômulo Maciel Moraes:

      Sou leigo no assunto, porém intuitivamente creio que a hipótese que você delineou seja a mais plausível. Penso que a energia escura é matéria quintessenciada, transbordante de uma quarta dimensão em nosso universo tridimensional. Tal fato explicaria nossa incapacidade de sua detecção por meio de instrumentos, bem como a expansão do universo e sua maior concentração próximo a aglomerados galácticos.

  • Evandro Oliveira:

    Se essa suposição numérica estiver correta, temos máquinario para observar 1/3 (33%) do Universo. Claro, não conhecemos 100% esses 33%. Quanto conhecemos dele?

    Eu diria ser uma declaração muito otimista, sobretudo positivista, de que temos real conhecimento sobre 10% do que existe nisso que chamamos de Universo.
    CLaro isso é uma mera suposição para comparar.

    Sendo que não há NINGUEM na Terra que conheça esses 10%. Pois os mais especialistas, aspenas conhece bem o ‘pontinho’ da sua especialidade… e provavelmente ignora todo o resto. Assim sendo, como indivudos, pessoas, talvez tenhamos conhecimento sobre 0,001% do que realmente existe.
    Talvez as pessoas mais estudiosas, que buscam ver mais o todo, estudar vários campos, com já seus 70, 80 anos de vida… bem, com sorte, quem sabe esses conheçam 0,005% do que realmente existe.

    Agora mais abismado ainda fico a pensar como isso deveria nos proporcionar uma atitude humilde perante o conhecimento e a verdade, a ciencia, o universo, a filosofia. Mas enquanto isso, quantos autores, cientistas, pensadores, filosofos não há por ai, as vezes eu e você, que achamos ter ‘uma razão para explicar tudo’… e as vezes, fazendo as mais inusitadas declarações sobre a existencia, a vida, o Universo, o todo… até mesmo sobre divindades, ou disso e daquilo… sendo que ao menos… não conhecemos nem 1% do que estamos falando.

  • Paulo Dodt:

    E se a energia escura ou força que ainda não é considerada em nossas formulas for mais simples do que pensamos, como por exemplo uma forca de repulsa provocada pelo movimento de translação? Onde sabemos que praticamente toda matéria esta nesse movimento com algumas variáveis como por exemplo velocidade e massa.

  • PHAS:

    “As ondas sonoras que reverberam em torno dos cosmos deram enormes superaglomerados de galáxias uma escala característica.”

    Huumm?? Não existe propagação sonora no espaço…

    • Cesar Grossmann:

      Ondas de choque.

  • WalterZ:

    Energia escura! Sabemos que existe, sabemos que é enorme e… só!

    Hoje sem dúvida o maior mistério do universo! Ou do Multiverso!

    A energia escura está tão longe do nosso entendimento que ainda não conseguimos criar sequer um hipóteses sobre a sua origem.

    • Cesar Grossmann:

      Não é fantástico?

      Eu lembro do filme “O Show de Truman”, Truman dizendo para a professora que queria ser explorador, e ela dizendo que não havia mais nada a ser explorado. Muitas vezes nossos professores de ciência passam a ideia que a ciência não tem mais nada a ser descoberto, nenhum mistério, nenhuma dúvida.

      Só que não é assim. A ciência é um campo vibrante para exploradores inteligentes e de mente aberta, mas que sejam capazes de trabalhar com método e rigor.

    • kid redman:

      No meu modo de ver, nunca a ciência vai descobrir tudo… os mistérios que cercam o universo são como ele mesmo: são infinitos. E é essa a beleza da coisa.

    • Esquadros:

      “No meu modo de ver, nunca a ciência vai descobrir tudo… ”
      Nunca nos contentaremos com essa afirmação.

Deixe seu comentário!