E se a energia escura não existe? Investigadores argumentam modelo que exclui a energia escura
Astrofísicos da Nova Zelândia publicaram um modelo do Universo que não necessita da energia escura para explicar a sua expansão.
As evidências de que o Universo se estaria a expandir foram encontradas pela primeira vez em 1929 pelo astrónomo Edwin Hubble. Já na década de 1990, dados do telescópio Hubble, homenagem ao astrónomo, mostraram que o Universo se expandia de forma acelerada. Com essa nova descoberta, físicos e astrónomos introduziram o conceito de energia escura que seria a responsável por esta expansão acelerada.
Uma forma de estudar e medir a taxa de expansão do Universo é através de supernovas do tipo Ia e da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Com essas observações, a energia escura ganhou ainda mais força, pois conseguia explicar observações que outros modelos não explicavam. Precisamente por isto, a energia escura é associada com a constante cosmológica e é amplamente aceite na Cosmologia.
No entanto, os físicos e os astrónomos continuam a propor modelos alternativos para explicar a expansão do Universo de forma a que não inclua a energia escura. Investigadores da Nova Zelândia argumentam ter encontrado evidências de que a aceleração observada poderia ser explicada sem a necessidade de energia escura. Esta seria causada por efeitos dinâmicos associados à geometria do Universo em escalas muito grandes.
Por quê a energia escura?
Quando o telescópio Hubble encontrou evidências de que o Universo se estava a expandir aceleradamente na década de 1990, os astrónomos e físicos viram a necessidade de introduzir o conceito de energia escura. Esta teria um efeito oposto da gravidade e atuaria acelerando a expansão do Universo. Desde então, diversas observações e projetos visam calcular a taxa de expansão para comparar com modelos da energia escura.
As observações da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a distribuição de galáxias e a estrutura em larga escala do Universo argumentam a favor do modelo da energia escura. Além disso, essas observações também indicam que 68% do Universo é composto por energia escura. A sua natureza exata é desconhecida, mas os modelos teóricos associam frequentemente a energia escura à constante cosmológica de Einstein.
Modelo Timescape
Outros modelos, que não consideram a energia escura, também foram propostos para explicar a expansão acelerada do Universo. Um desses modelos é chamado de modelo Timescape que diz que a aceleração observada pode ser resultado de variações na geometria do Universo. Essas variações seriam causadas por diferenças na distribuição de matéria em escalas cosmológicas.
A teoria diz que as nossas medidas podem mudar dependendo de como a matéria e a energia estão distribuídas no Universo. Galáxias em regiões com densidade alta experimentam o tempo de maneira diferente em relação a regiões menos densas. Isto explicaria a tensão de Hubble e o motivo da taxa de expansão do Universo ter valores diferentes dependendo da técnica.
Observações
Num novo artigo, investigadores da Universidade de Canterbury na Nova Zelândia argumentaram ter evidências a favor do modelo Timescape. Utilizaram dados da colaboração Pantheon+ onde conseguiram produzir um catálogo com 1535 observações de supernovas. Segundo eles, estas observações concordariam com o modelo Timescape e solucionavam a tensão de Hubble.
Um dos grandes problemas em relação a este modelo é a falta de observações que argumentem a favor dele. Diferente do modelo ΛCDM que possui diferentes observações que concordam com as predições, como supernovas e a radiação cósmica de fundo. Com este novo trabalho, o modelo Timescape pode ganhar mais força na comunidade científica.
Por quê supernovas?
As supernovas, especialmente as do tipo Ia, são importantes quando se fala em observações e estudo da expansão do Universo. Isto porque elas são consideradas como faróis cósmicos já que a distância delas pode ser medida com precisão. As supernovas do tipo Ia têm uma luminosidade constante e bem estudada, então calcular a distância com base na luminosidade é confiável.
As observações do telescópio Hubble na década de 1990 que levaram ao conceito de energia escura foram observações de supernovas distantes. Graças à comparação das distâncias foi possível concluir que a expansão é acelerada. Até hoje, esses objetos são observações importantes ao considerar um modelo que descreva a expansão do Universo.
Energia escura ou não?
No entanto, para o modelo Timescape ganhar força, novas observações serão necessárias para comparar com as previsões teóricas do modelo. Os investigadores do artigo afirmam que o satélite Euclid da Agência Espacial Europeia, conseguiria testar e distinguir o modelo atual do modelo Timescape. Para isso, serão necessárias cerca de 1000 observações de supernovas em alta qualidade.
Referência da notícia
Lane et al. 2024 Cosmological foundations revisited with Pantheon+ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society