"Bolhas" cósmicas que deveriam ser vazias parecem receber matéria; entenda

A maior parte do universo consiste em grandes “vazios”, espaços em grande escala onde não há galáxias, tampouco filamentos de gás. Embora não exista vácuo total no universo, essas regiões são de baixíssima densidade, ou seja, possuem quantidades ínfimas de partículas aqui e ali. Contudo, os cientistas descobriram que, às vezes, a matéria pode passar por estes vazios — e isso traz grandes implicações.

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Os vazios cósmicos são estruturas enormes e difíceis de estudar, justamente por não haver muito para se observar. Mas compreendê-los é essencial para os modelos cosmológicos que explicam e simulam as condições iniciais do universo, logo após o Big Bang. Por exemplo, os astrônomos sabem que o universo está se expandindo, e que ele já foi bem menor. Ao simular um universo bem mais compacto, os vazios ainda aparecem, porém na forma de regiões de baixa densidade.

Assim, os astrônomos e físicos aceitam bem a hipótese de um universo que se expandiu e, nas regiões mais densas, a matéria se juntou através da gravidade para formar as primeiras galáxias. Por outro lado, os vazios cósmicos são como “fósseis” de regiões menos densas geradas nas fases primordiais do universo. Com pouca densidade, pouca matéria surgiu, e pouca coisa — ou quase nada — aconteceu nessas áreas. Isso é interessante, porque essas regiões seriam “intocáveis” por processos químicos de interações da matéria, que costumam liberar energia.

Então, os vazios se expandiam com o universo, aumentando seu volume e perdendo ainda mais sua matéria, porque ela escaparia por seus limites. Pense em uma grande e volumosa espuma de sabão — se você observá-la bem de perto, perceberá que ela é formada por bolhas vazias e filamentos bem finos de matéria, que marcam os limites dessas bolhas. Se essa espuma aumentasse de tamanho sem nenhum sabão adicional, você teria bolhas vazias cada vez maiores e os filamentos seriam “empurrados” por elas.

No universo, enquanto o cosmos se expandia, as bolhas empurraram a matéria entre elas, fazendo com que esses filamentos se tornassem mais densos (porque a matéria é espremida em um espaço menor). Essa seria a origem dos aglomerados de galáxias e dos filamentos da grande teia cósmica. Bem, ao menos essa é a versão atualmente favorita dos astrofísicos, mas o novo estudo pode mudar essa compreensão.

De acordo com o novo estudo, feito através de simulações cosmológicas complexas e robustas, os vazios também experimentam fluxos de massa ao longo da história do universo. Os pesquisadores descobriram que, em média, 10% da massa dos vazios é adicionada de regiões superdensas, com alguns casos atingindo valores acima de 35% da massa. Lembra que não existe vácuo total no universo? Pois é, os vazios são de baixíssima densidade porque são muito grandes e a matéria é espalhada nesses espaços, porém mais da metade da massa que entra nas bolhas permanece por lá por aproximadamente 10 bilhões de anos.

Se essa massa vem de fato das regiões superdensas, os modelos cosmológicos serão contrariados pelo resultado do novo estudo. Parte do gás disperso nos vazios veio, em algum momento, de aglomerados ou filamentos, onde poderia ter sido pré-processado. Em outras palavras, os “fósseis” do universo antigo podem não ser tão intocáveis quanto os cientistas pensavam.

O estudo foi publicado no The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Phys.org