Medidas feitas pelo Telescópio Espacial Hubble com estudos de radiação que sobraram de Big Bang alimentaram teorias da “energia escura” e partículas misteriosas. O dados ainda mostram que o universo está se expandindo mais rápido do que qualquer um já havia medido ou calculado a partir dessas teorias.
Esta é uma descoberta que poderia testar parte da teoria da relatividade de Albert Einstein, um dos pilares da cosmologia que tem resistido a desafios por um século.
Nasa e a Agência Espacial Europeia anunciaram conjuntamente que o universo está se expandindo de 5% a 9% mais rápido do que o previsto, uma descoberta que chegaram depois de usar o telescópio espacial Hubble para medir a distância de estrelas em 19 galáxias além da Via Láctea .
A taxa de expansão não encontrou previsões com base em medições de radiação que sobraram do Big Bang que deu origem ao universo conhecido 13,8 bilhões de anos atrás.
O físico e principal autor Adam Riess disse: “Você começa em duas extremidades, e você espera encontrar no meio se todos os seus desenhos estiverem certos e suas medidas, corretas.
“Mas agora as extremidades não estão muito reunidas no meio e nós queremos saber o porquê.”
Os pesquisadores chegaram a uma nova taxa de expansão de 73,2 quilômetros por segundo por megaparsec. O megaparsec é 3,26 milhões de anos-luz. A consequência desse ajustamento, no qual é difícil imaginar velocidades em distâncias inimagináveis, é que a distância entre objetos cósmicos vai dobrar em mais 9,8 bilhões de anos. O problema é que essas velocidades não correspondem a previsões para uma taxa de expansão de outras observações feitas do Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) da Nasa, ou o Telescópio Espacial Planck. Ambos entraram em órbita para estudar o brilho do Big Bang, no qual o tempo, o espaço e a matéria foram criados. E ambos descobriam – cada um deles com uma medida diferente – previsões para a expansão cósmica, o primeiro, com 5% e o segundo, com 9%.
A mais recente descoberta também agita hipóteses sobre o que seria a coisa que não emite luz e nenhuma radiação e que preenche 95% do Universo.
O lado negro da cosmologia: Onde estão os outros 95% do Universo?
Uma possibilidade para a discrepância é que o universo tem partículas subatômicas desconhecidas, semelhantes aos neutrinos, que viajam quase tão rápido quanto a velocidade da luz, a cerca de 186.000 milhas (300,000 km) por segundo.
Outra ideia é que a chamada “energia escura”, uma misteriosa força anti-gravitacional descoberta em 1998, pode estar empurrando galáxias para longe uma da outra com mais força do que o inicialmente estimado.
“Isso pode ser uma pista importante para entender as partes do universo que compõem 95% de tudo e que não emitem luz, como a energia escura, matéria escura e radiação escura”, disse Riess, no Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland.
Riess dividiu o prêmio Nobel de Física de 2011 pela descoberta de que a expansão do universo estava acelerando.
O universo mais rápido também levanta a possibilidade de que a teoria geral da relatividade de Einstein, que serve como o andaime matemático para o cálculo como os blocos de construção básicos da matéria interagem, está incompleta.
“Nós sabemos muito pouco sobre as partes escuras do universo, é importante medir como eles empurram e puxam o espaço ao longo da história cósmica”, disse um membro da equipe, Lucas Macri do Texas A & M University.
A partir da esquerda: Hubble é usado para medir as distâncias de estrelas chamadas variáveis cefeidas. Seu brilho significa que eles podem ser usadas como pontos de referência cósmicos para medir distâncias a galáxias. Os astrônomos então observando galáxias que contêm Cefeitas e supernovas de tipo Ia, e determinar sua distância. Eles, então, procuram supernovas em galáxias mais remotas. O brilho de supernovas distantes são comparados para medir a distância que a expansão do universo podem ser vistos (a direita). Estas medições são comparadas com a forma com que a luz de supernovas é esticada pela expansão do espaço. Ilustração: A. Riess (STScI / JHU) e A. Feild (STScI) / NASA / ESA
Tal pesquisa tem uma longa história de revisão e atualização. Cálculos originais de Einstein para a relatividade geral pareciam prever que o universo estava se expandindo e – no qual ele supostamente descreveu mais tarde como seu maior erro – ele criou a chamada Constante Cosmológica para corrigir o que ele pensava ser seu maior erro. Em 1923, o grande astrônomo americano Edwin Hubble olhou através do que seria então o maior telescópio do mundo no que ele pensava que era uma nebulosa – nuvem de poeira – no céu da noite e percebeu que ele estava observando outro sistema estelar distante: o universo ilha da galáxia de Andrômeda. E dentro de dois anos, ele havia observado a assinatura de luz de galáxias se afastando, e propôs que em todo o universo, as galáxias mais distantes estavam se afastando umas das outras, a uma taxa maior.
Mas todas as observações astronômicas dependem da capacidade de calcular distâncias e de dar estimativas cada vez mais precisas de recessão galáctica. Quando o telescópio espacial Hubble foi lançado pela primeira vez em 1990, as estimativas da taxa de expansão cósmica variou por um fator de dois. Observações contínuas pareciam reduzir o intervalo com estimativas cada vez mais precisas.
Até 1998, os astrônomos pensavam que tinham capturado uma grande imagem. O universo estava se expandindo a uma taxa constante, mas ainda podia ser possível que a expansão pudesse travar, ou mesmo que o universo pudesse se contrair. Uma equipe de astrônomos observando uma classe de estrelas chamadas supernovas tipo 1a através de enormes distâncias percebeu que as mais distante não estavam apenas se afastando à taxa prevista: elas estavam acelerando como se estivesse sendo impulsionadas por uma força misteriosa apelidada brevemente de “antigravidade”.
Esse foi o primeiro indício da chamada – por falta de um termo melhor – energia escura: uma força inexplicável que é susceptível de manter o universo em expansão para sempre. E foi nesse momento que os cosmólogos começaram a perceber que todo o gás, poeira, planetas, estrelas, galáxias e buracos negros somavam apenas cerca de 4% do universo.
Ele também levantaram a possibilidade de que, em um número inimaginável de anos no futuro, todas as outras galáxias se recuarão sobre algum horizonte cósmico, deixando a Via Láctea sozinha no universo visível, e sem objetos distantes para fornecer qualquer prova para acelerar expansão cósmica.
O mais recente avanço na velocidade de expansão universal baseia-se em todos estes elementos em um século de descoberta cosmológica. Riess e seus colegas fizeram a descoberta através da construção de um melhor critério cósmico para calcular distâncias. Eles usaram o Telescópio Espacial Hubble para medir um tipo particular de estrela, conhecida como variáveis cefeidas – as estrelas que deram Edwin Hubble e e seus colegas ao primeiro sinal de um universo em expansão – em 19 galáxias além da nossa própria Via Láctea.
O quão rápido essas estrelas pulsam está diretamente relacionado com o quão brilhante que elas são, o que por sua vez pode ser usada para calcular as distâncias. Eles também usaram o supernovas do tipo 1a como “velas padrão” e esta tem sido a classe de objetos que não só tem sido responsável por mais um avanço na velocidade, mas também tem especulado sobre a energia escura.
A pesquisa será publicada na próxima edição do Astrophysical Journal.
Via: The Guardian