Novo estudo sobre expansão do universo pode mudar o que sabemos sobre o cosmos

Novo estudo sobre expansão do universo pode mudar o que sabemos sobre o cosmos

Por Daniele Cavalcante | 13 de Abril de 2020 às 16h53

Um dos pilares da cosmologia é que o universo é isotrópico, ou seja, o mesmo em qualquer direção e lugar que olharmos. Só que um novo estudo sugere outra coisa, e isso pode obrigar os astrônomos a reverem suas compreensões sobre o cosmos. De acordo com a pesquisa, a taxa de expansão do universo pode variar de um lugar para outro.

O universo se expande continuamente desde o Big Bang, a um ritmo cada vez maior, e os pesquisadores usam algo chamado Constante de Hubble para determinar a velocidade. Com equações baseadas na teoria geral da relatividade de Einstein, eles concluíram que essa expansão é isotrópica, conforme explica Konstantinos Migkas, principal autor do estudo.

Acontece que as observações de uma radiação chamada fundo cósmico de micro-ondas (CMB), que é algo remanescente do Big Bang, dão aos astrônomos e cosmologistas essa noção de que a expansão é isotrópica. Assim, eles concluem que essa propriedade encontrada no universo primitivo também é válida para o cosmos atual, quase 14 bilhões de anos depois. Mas pode ser que essa conclusão não seja tão correta assim.

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Quatro dos aglomerados de galáxias cujos dados foram incluídos no novo estudo (Imagem: NASA/CXC/Univ. of Bonn/K. Migkas)

Um dos fatores que tornam as coisas mais complicadas é o fato de que a energia escura, que parece “girar as engrenagens” dessa expansão, é algo importante para entender a evolução do universo nos últimos 4 bilhões de anos - mas não podemos vê-la ou medi-la. Sem compreender corretamente a energia escura, os astrofísicos podem acabar deixando escapar alguns detalhes. “Portanto, supor que seja isotrópico é quase um salto de fé por enquanto”, escreveu Migkas.

A nova pesquisa estudou 842 aglomerados de galáxias, as maiores estruturas gravitacionais do universo, usando dados coletados por telescópios espaciais. Eles calcularam a temperatura de cada aglomerado analisando as emissões de raios-X dos enormes campos de gás quente que há dentro deles. Com essas informações, estimaram a luminosidade inerente aos raios-X, sem precisar considerar variáveis ​​cosmológicas, como a taxa de expansão do universo.

Então, os pesquisadores calcularam a luminosidade dos raios-X para cada aglomerado com uma abordagem que exige levar em conta a expansão do universo. Isso revelou taxas de expansão que não coincidem em todos os lugares onde esses aglomerados estão localizados. “Conseguimos identificar uma região que parece se expandir mais devagar que o resto do universo, e uma que parece se expandir mais rápido!”, afirmou Migkas.

De acordo com Thomas Reiprich, coautor do estudo, a equipe viu que “os aglomerados com as mesmas propriedades, com temperaturas semelhantes, pareciam menos brilhantes do que o esperado em uma direção do céu e mais brilhantes do que o esperado em outra direção. A diferença foi bastante significativa, em torno de 30%. Essas diferenças não são aleatórias, mas têm um padrão claro, dependendo da direção em que observamos no céu. ”

No entanto, nada ainda pode ser afirmado com muita certeza. É que esse resultado pode ter outras explicações, como por exemplo alguns dos aglomerados de galáxias sendo puxados gravitacionalmente por outros aglomerados, dando a ilusão de uma taxa de expansão diferente. Mas o novo estudo investiga grupos de até 5 bilhões de anos-luz de distância, e ainda não podemos afirmar se em distâncias tão grandes esses “puxões” gravitacionais podem alterar as forças de expansão dessa forma.

Seja como for, a equipe de pesquisa alerta que se essa diferença na taxa de expansão for real, poderemos descobrir coisas inesperadas sobre o universo. Por exemplo, talvez a própria energia escura varie de um lugar para outro em todo o cosmos. Mas antes de repensar o modelo cosmológico atual, será preciso novas observações para comprovar os resultados do novo estudo.

Fonte: ESA

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