Podemos Estar Sentados em um Enorme ‘Supervácuo’ no Espaço, e Isso Poderia Explicar a Tensão de Hubble
Ao olharmos para o universo além dos limites da Via Láctea, nos deparamos com uma imensidão povoada por inúmeras galáxias, dispersas como estrelas sobre o vasto manto escuro do espaço. Inicialmente, poder-se-ia pensar que as galáxias estão distribuídas de maneira uniforme pelo universo.
Contudo, essa distribuição não é totalmente aleatória. As galáxias tendem a se agrupar em conjuntos, aglomerados e teias cósmicas, unidas pela força gravitacional, formando trilhas e nós de matéria.
Em contrapartida, existem regiões conhecidas como vazios, caracterizadas por uma densidade muito menor de galáxias.
Pesquisas recentes sugerem que a nossa própria Via Láctea está localizada próxima à borda de um desses vazios, denominado de forma apropriada como Vazio Local, situado em nossa parte do universo. Este vazio tem uma extensão estimada em cerca de 60 megaparsecs, o que corresponde a aproximadamente 200 milhões de anos-luz. Porém, essa é apenas uma parte do cenário completo.
Ao redor do Vazio Local, há uma região ainda mais extensa de baixa densidade, abrangendo cerca de 600 megaparsecs, conhecida como Buraco Local ou supervazio Keenan-Barger-Cowie (KBC).
Este supervazio representa um grande desafio. O modelo cosmológico predominante sugere que a matéria deveria estar distribuída de forma mais uniforme pelo universo, mas não consegue explicar uma área tão extensa de subdensidade.
Um estudo recente liderado por Sergij Mazurenko, astrofísico da Universidade de Bonn, propõe que o Buraco Local pode ser a chave para resolver a Tensão de Hubble – uma discrepância nas taxas medidas de expansão do universo.
É necessário encontrar uma maneira de contornar o modelo padrão.
A taxa de expansão do universo é conhecida como Constante de Hubble (H0). Determinar essa taxa tem sido um desafio devido aos resultados divergentes dos diferentes métodos de medição.
Um método envolve examinar relíquias do universo primitivo, como a luz residual do Big Bang no fundo cósmico de micro-ondas ou ondas acústicas, resultando em uma taxa estimada de cerca de 67 quilômetros por segundo por megaparsec.
Outra abordagem mede as distâncias de objetos celestes relativamente próximos com luminosidade conhecida, como as supernovas Tipo Ia ou estrelas variáveis Cefeidas, resultando em uma taxa de cerca de 73 quilômetros por segundo por megaparsec.
Pavel Kroupa, astrofísico da Universidade de Bonn, observa que o universo parece estar se expandindo mais rapidamente em nossa área local, até cerca de três bilhões de anos-luz, do que no universo em geral, o que é inesperado.
Os pesquisadores sugerem que essa discrepância pode ser resolvida ao considerar a influência do Buraco Local.
A matéria atrai naturalmente a matéria através da gravidade. Galáxias que se afastam de nosso espaço local podem ser aceleradas pelas concentrações de matéria ao redor das bordas do supervazio.
Esta teoria ecoa uma hipótese de 2020 que sugere que o Vazio Local tem um efeito semelhante, embora em uma escala mais ampla.
As limitações do modelo padrão se tornam menos significativas ao considerar a Dinâmica Newtoniana Modificada (MOND), proposta há quarenta anos como uma alternativa à teoria da matéria escura. Esta teoria foi introduzida para abordar inconsistências em nosso entendimento das forças gravitacionais no universo.
De acordo com Kroupa, a teoria da gravidade de Einstein, que fundamenta o modelo padrão, pode não capturar completamente como as forças gravitacionais realmente se comportam.
Sob a MOND, explicar o Buraco Local se torna mais simples, embora existam desafios significativos com a MOND também. No entanto, ela serve como uma ferramenta útil para identificar lacunas em nosso entendimento atual do universo.
A solução pode envolver uma combinação de ambas as teorias, a de Einstein e ideias alternativas. O próprio Einstein é frequentemente citado dizendo que novos problemas não podem ser resolvidos com o mesmo pensamento que os criou.
Indranil Banik, físico da Universidade de St Andrews, sugere em um artigo para o The Conversation que, embora mudanças drásticas em nossa teoria da gravidade possam não ser necessárias, poderíamos estar à beira da primeira evidência substancial em mais de um século de que nossa compreensão da gravidade precisa de revisão. [Science Alert]
