Dados em conflito colocam em xeque modelo da evolução do Universo

Discrepância na medição da expansão do Cosmos por métodos diferentes levanta questionamento

São Paulo

A cosmologia —o estudo da evolução do Universo— percorreu um longo caminho nos últimos 100 anos. Saiu de não sabermos rigorosamente nada, quando Einstein formulou o primeiro modelo cosmológico, em 1917, a se tornar uma ciência de alta precisão com instrumentos e observações bastante sofisticados. 

Mas o que até alguns anos atrás parecia uma afinação cada vez maior entre dados e modelo começou a apresentar uma discrepância que está se tornando difícil de ignorar. Já é o suficiente para alguns cosmólogos prenunciarem uma crise.

Resumindo a ópera, é como se a radiação cósmica de fundo —um eco do Big Bang, gerado cerca de 380 mil anos após o surgimento do Universo como o conhecemos— e as distâncias e velocidades de estrelas muito afastadas da Terra estivessem contando duas histórias diferentes sobre a evolução do Universo. Em cada uma dessas narrativas, a taxa de expansão média do cosmos (valor conhecido como a constante de Hubble) tem um valor diferente.

 
A primeira imagem de um buraco negro
A primeira imagem de um buraco negro - Event Horizon Telescope (EHT)/Xinhua

Os astrônomos consolidaram nos últimos 40 anos a noção de que o Universo tem três ingredientes básicos: o mais óbvio deles é a matéria convencional (chamada de bariônica), que compõem tudo que vemos por aí, de átomos a estrelas, de humanos a extintores de incêndio.

Contudo, a partir dos anos 1970, pesquisadores liderados pela americana Vera Rubin também notaram que as galáxias tinham um padrão de rotação que indicava a presença de muito mais matéria do que a que é visível ao telescópio. 

A esse conteúdo misterioso do Universo, cujos efeitos gravitacionais podem ser sentidos, mas que não aparece de qualquer outra maneira, os astrônomos deram o nome de matéria escura.

Por fim, a partir de 1998, dois grupos independentes, um liderado por Adam Riess e Brian Schmidt, outro por Saul Perlmutter, demonstraram, observando supernovas distantes, que a expansão do Universo estava se acelerando, e não freando, como seria o esperado. Isso era indício direto da existência de uma força misteriosa que estaria agindo na contramão da gravidade nas maiores escalas do cosmos. Eles deram a ela o nome de energia escura.

Desde então, o modelo padrão da cosmologia, que usa a relatividade geral em conjunto com os ingredientes do Universo, em suas respectivas quantidades, tem proporcionado simulações cada vez mais precisas e realistas da evolução cósmica do Big Bang, 13,8 bilhões de anos, até agora. O fato de que não sabíamos o que eram a matéria escura e a energia escura não parecia ser um grande problema, contanto que os efeitos de ambas fossem adequadamente descritos.

Combinados aos estudos de alta precisão feitos da radiação cósmica de fundo com satélites como o Planck, da ESA (Agência Espacial Europeia), que apresentou seus resultados finais em 2018, tudo parecia estar se harmonizando para uma narrativa consistente da história do Universo. A análise dos dados sugeria que estávamos num universo plano em todas as direções, cuja expansão agora era dominada pela energia escura, e com uma taxa de crescimento de 67,7 km/s/megaparsec.

Não se assuste; megaparsec é uma unidade usada pelos astrônomos para medir grandes escalas, e equivale a 3,26 milhões de anos-luz. Com isso, falar em uma expansão de 67,7 km/s/megaparsec equivale a dizer que 1 megaparsec ganha 67,7 km a cada segundo que passa.

Ocorre que novos estudos, conduzidos por Adam Riess, entre outros pesquisadores, e baseados em observações astrofísicas de supernovas e quasares distantes, ao longo de 2018 e 2019, está encontrando outra medida, ao redor de 73,5 km/s/megaparsec. E, a essa altura, a margem de erro de ambas não permite acomodá-las ambas na mesma história do Universo.

Isso pode indicar que faltam ingredientes na nossa receita do Universo e que o modelo padrão da cosmologia pode estar incompleto. “O mais provável é que exista radiação escura extra que não estamos levando em conta, como algum outro tipo de neutrino”, disse à Folha Riess. “Mas um jeito de explicar os dados seria supor que a energia escura é mais poderosa do que imaginávamos.”

A essa altura, lidando com coisas que não sabem o que são, o melhor que os cosmólogos podem fazer é obter dados ainda mais precisos, em busca de pistas do que pode estar faltando no quebra-cabeça. 

Mas talvez seja preciso rever o principal modelo que reconta a história do Universo. A ciência avançou muito nos últimos cem anos, mas ainda há muito trabalho pela frente. 

Erramos: o texto foi alterado

Uma versão anterior deste texto afirmou que megaparsec, unidade usada por astrônomos para medir grandes escalas, equivale a 4,26 milhões de anos-luz. O correto são 3,26 milhões de anos-luz. O texto foi corrigido.

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