O Universo está ficando maior a cada segundo. Mas quão rápido ocorre esta expansão? Astrônomos utilizando o Telescópio Espacial Hubble da NASA procuram responder o questionamento.
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As medições do Hubble sugerem uma taxa de expansão mais rápida no universo do que o esperado, que surgiu há mais de 13 bilhões de anos. Essa discrepância foi identificada em artigos científicos nos últimos anos, mas não está claro se as diferenças nas técnicas de medição são as culpadas, ou se a diferença pode resultar de medições sem sorte.
Os últimos dados do Hubble diminuem a possibilidade de que a discrepância seja apenas de 1 em 100 mil. Essas medições mais precisas até agora reforçam a ideia de que a nova física pode ser necessária para explicar a incompatibilidade.
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How fast is our universe expanding? Observations of the early universe can predict this rate. But new @NASAHubble data supports findings that the modern universe is expanding even faster than expected.
— NASA (@NASA) April 25, 2019
We may need new theories to explain the difference: https://t.co/ObmGYwaWvH pic.twitter.com/huKbf6Rrzc
«Escada de distância cósmica»
Os cientistas usam uma «escada de distância cósmica» para determinar o quão longe as coisas estão no universo. Os astrônomos usam esses valores, juntamente com outras medidas da luz das galáxias, que se tornam vermelhas ao passar por um universo que se estende, para calcular a rapidez com que o cosmos se expande com o tempo.
Neste novo estudo, os astrônomos usaram o Hubble para observar 70 estrelas pulsantes chamadas variáveis cefeidas na Grande Nuvem de Magalhães. As observações ajudaram os astrônomos a «reconstruírem» a escada de distância, melhorando a comparação.
Como as medições da equipe se tornaram mais precisas, seu cálculo da constante de Hubble permaneceu em desacordo com o valor esperado derivado das observações da expansão do início do universo.
Como o novo estudo foi feito
Os astrônomos têm usado variáveis como parâmetros cósmicos para medir as distâncias intergalácticas próximas por mais de um século. A equipe empregou um novo método inteligente, chamado DASH, usando o Hubble como uma câmera «aponte e dispare» para capturar imagens rápidas das estrelas pulsantes extremamente brilhantes, o que elimina a necessidade demorada de precisão.
Os astrônomos então combinaram o resultado com outro conjunto de observações. As medições combinadas ajudaram a Equipe SH0ES a refinar o verdadeiro brilho das ‘Cefeidas’. Com esse resultado mais preciso, a equipe poderia «apertar os parafusos» do resto da escada de distância que se estende mais para o espaço.
A nova estimativa da constante de Hubble é de 74 quilômetros por segundo por megaparsec. Isso significa que a cada 3,3 milhões de anos-luz de distância mais longe uma galáxia é de nós, parece estar se movendo 74 quilômetros por segundo mais rápido, como resultado da expansão do universo. O número indica que o universo está se expandindo a uma taxa 9% mais rápida do que a previsão anterior.
O que poderia explicar essa discrepância?
Os astrônomos já levantaram a hipótese de que a energia escura existiu durante os primeiros segundos após o big bang e empurrou a matéria pelo espaço, iniciando a expansão inicial. A energia escura também pode ser a razão para a expansão acelerada do universo hoje.
Outra ideia é que o universo contém uma nova partícula subatômica que viaja perto da velocidade da luz. Tais partículas velozes são coletivamente chamadas de «radiação escura» e incluem partículas previamente conhecidas como neutrinos, que são criadas em reações nucleares e decaimentos radioativos.
Outra possibilidade atraente é que a matéria escura (uma forma invisível de matéria não composta de prótons, nêutrons e elétrons) interage mais fortemente com matéria normal ou radiação do que se supunha anteriormente.
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