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Astrônomos encontram novos desafios na busca pela taxa de expansão do universo

Daniele Cavalcante
·4 minuto de leitura

Astrônomos concordam que o universo está em constante expansão, e que quanto mais distantes duas galáxias estão, mais rápido elas se afastam. Mas quando o assunto é a taxa da expansão, o consenso termina, pois diferentes métodos utilizados para o cálculo chegam a diferentes resultados, mesmo que teoricamente todos estejam corretos. Agora, uma equipe sugere que uma dessas técnicas não seriam tão confiáveis assim.

Enquanto uma das abordagens usadas pelos astrônomos é baseada na relação entre distância e velocidade de galáxias próximas, a outra é através do estudo da radiação de fundo do universo antigo. Porém, essas duas abordagens atualmente encontram taxas de expansão diferentes. Ambas deveriam estar corretas, mas cada uma apresenta um número diferente para a taxa de aceleração da expansão.

Como essas são as duas formas mais interessantes para medir a expansão, os cientistas tentam descobrir qual oferece o resultado mais preciso. Muitos estudos já foram realizados para tentar descobrir o motivo dessa incoerência, sem nenhum resultado promissor. Contudo, em seu novo trabalho, o grupo formado por pesquisadores do Cosmic Dawn Center afirma que ambos os métodos podem não ser tão confiáveis quanto se pensava.

A discordância entre as previsões e medições da constante de Hubble sugere falhas nas técnicas de medição ou no modelo atual do universo. Enquanto os dados da radiação cósmica de fundo do universo antigo apontam para uma previsão de 67.4, as medições de velocidade sugerem valores entre 70 e 76 (Imagem: Reprodução/NASA/Goddard Space Flight Center)
A discordância entre as previsões e medições da constante de Hubble sugere falhas nas técnicas de medição ou no modelo atual do universo. Enquanto os dados da radiação cósmica de fundo do universo antigo apontam para uma previsão de 67.4, as medições de velocidade sugerem valores entre 70 e 76 (Imagem: Reprodução/NASA/Goddard Space Flight Center)

Eles tiveram como foco um problema nas medições de velocidade, mais precisamente no chamado redshift. Dependendo da velocidade com que um objeto remoto se afasta de nós, o comprimento de onda da luz muda para o vermelho (daí o nome redshift, que significa “desvio para o vermelho”). É assim que os astrônomos medem velocidades, e com essas velocidades eles obtêm a distância.

No entanto, quando a equipe do novo estudo examinou as medidas de distância e velocidade de mais de mil supernovas analisadas durante os últimos 25 anos, eles encontraram uma discrepância nos resultados. "Sempre acreditamos que medir as velocidades era bastante simples e preciso, mas, na verdade, estamos lidando com dois tipos de redshifts", disse Albert Sneppen, estudante de mestrado no Niels Bohr Institute.

Os dois tipos de redshift mencionados por Sneppen estão ilustrados na imagem abaixo. Em ambos os casos, é usada uma supernova para medir a distância da galáxia. No primeiro exemplo, é usado o primeiro tipo de redshift, que mede a velocidade com que a galáxia se afasta de nós. Esse é o considerado mais confiável meio de fazer medições. O outro tipo de desvio para o vermelho ilustrado na Galaxia 2 mede a velocidade da matéria ejetada da supernova, movendo-se em nossa direção em uma fração da velocidade da luz.

(Imagem: Reprodução)
(Imagem: Reprodução)

Em ambas as observações, o desvio para o vermelho é medido a partir da luminosidade da supernova, mas no segundo tipo os resultados tornam-se mais incertos, pois não sabemos exatamente com que rapidez a explosão ejeta o material em cada caso. Os pesquisadores do novo estudo mostraram que os resultados dessas duas técnicas diferentes resultam em duas taxas de expansão diferentes para o universo.

Isso não resolve o problema da incoerência entre as taxas calculadas pelo redshift e pela radiação cósmica de fundo. “Mesmo se usarmos apenas os redshifts mais confiáveis, as medições da supernova não só continuam a discordar da constante de Hubble medida no universo inicial — também sugerem uma discrepância mais geral em relação à composição do universo”, disse Bidisha Sen, uma das autoras do artigo.

Para o professor Charles Steinhardt, isso significa que o modelo atual estaria “quebrado de uma forma interessante”. Ele afirma que para resolver os dois problemas (sobre a taxa de expansão do universo e sobre a nova questão relacionada à composição do universo), “seriam necessárias explicações físicas bastante diferentes do que se quiséssemos apenas explicar uma única discrepância na taxa de expansão”.

O estudo não oferece uma solução para medir corretamente a constante de Hubble; pelo contrário, traz um novo problema para um dos métodos utilizados nos cálculos que tentam encontrar a taxa de expansão do universo. Longe de ser conclusivo, o novo artigo traz um material a mais, com novos problemas para resolver. O que é ótimo, já que problemas como este são ótimos em abrir caminhos para novas descobertas.

Com as conclusões em aberto, fica apenas uma certeza: a de que o debate ainda está longe de chegar ao fim e ficou ainda mais fascinante. A equipe ainda estudará galáxias que hospedam supernovas para obter novos redshifts e ver se as duas técnicas de desvio para o vermelho continuam trazendo resultados diferentes. E certamente os demais cientistas ficarão atentos para os próximos resultados desse estudo.

Fonte: Canaltech

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