O mistério da expansão do universo

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

Há pouco mais de cem anos, ninguém em nosso planeta sabia que o Universo estava se expandindo. Mas apesar de todos os problemas e infortúnios que o século XX trouxe à humanidade, foi este século que foi marcado pelo progresso científico e tecnológico. Em um período de tempo incrivelmente curto, aprendemos mais sobre o mundo e o Universo do que nunca.

A ideia de que nosso universo vem se expandindo nos últimos 13,8 bilhões de anos foi proposta pela primeira vez pelo físico belga Georges Lemaitre em 1927. Dois anos depois, o astrônomo americano Edwin Hubble conseguiu confirmar essa hipótese. Ele descobriu que cada galáxia está se afastando de nós e quanto mais longe, mais rápido acontece. Hoje, existem muitas maneiras pelas quais os cientistas podem compreender a rapidez com que nosso universo está se expandindo em tamanho. Aqui estão apenas os números que os pesquisadores obtêm no processo de medição, cada vez que se revelam diferentes. Mas por que?

O maior mistério do universo

Como sabemos hoje, existe uma relação estreita entre a distância até uma galáxia e a rapidez com que ela está recuando. Então, digamos, uma galáxia a uma distância de 1 megaparsec de nosso planeta (um megaparsec é aproximadamente igual a 3,3 milhões de anos-luz) está se afastando a uma velocidade de 70 quilômetros por segundo. E a galáxia que fica um pouco mais longe, a dois megaparsecs, se move duas vezes mais rápido (140 km / s).

Também é interessante que hoje existem duas abordagens principais para determinar a idade do Universo, ou, cientificamente, a Constante de Hubble. A diferença entre os dois grupos é que um conjunto de métodos olha para objetos relativamente próximos no universo, enquanto o outro olha para objetos muito distantes. No entanto, não importa o método que os cientistas usem, os resultados são diferentes a cada vez. Acontece que ou estamos fazendo algo errado ou em algum lugar distante no Universo, algo absolutamente desconhecido está acontecendo.

Em um estudo publicado recentemente no servidor de pré-impressão airxiv.org, astrônomos que estudam galáxias próximas usaram um método inteligente para medir a expansão do universo chamado flutuações de brilho da superfície. É um nome chique, mas inclui uma ideia que é realmente intuitiva.

Imagine que você está na beira de uma floresta, bem na frente de uma árvore. Por estar muito perto, você só vê uma árvore em seu campo de visão. Mas se você recuar um pouco, verá mais árvores. E quanto mais você avança, mais árvores aparecerão diante de seus olhos. Quase a mesma coisa acontece com as galáxias que os cientistas observam com telescópios, mas muito mais complicado.

Como você sabe a taxa de expansão do Universo?

Para obter boas estatísticas, os astrônomos observam galáxias que estão bastante próximas da Terra, cerca de 300 milhões de anos-luz ou mais perto. No entanto, ao observar galáxias, é necessário levar em conta a poeira, galáxias de fundo e aglomerados de estrelas que podem ser vistos em imagens tiradas com um telescópio.

O universo, entretanto, é astuto. Desde a década de 1990, os astrônomos viram que estrelas em explosão muito distantes sempre estiveram mais distantes do que as medições simples indicariam. Isso os levou a acreditar que o universo agora está se expandindo mais rápido do que antes, o que, por sua vez, levou à descoberta da energia escura - uma força misteriosa que acelera a expansão universal.

Como escrevem os autores da obra científica, quando olhamos para objetos muito distantes, os vemos como eram no passado, quando o universo era mais jovem. Se a taxa de expansão do Universo era então diferente (digamos, 12-13,8 bilhões de anos atrás) do que é agora (menos de um bilhão de anos atrás), podemos obter dois valores diferentes para a Constante de Hubble. Ou talvez diferentes partes do universo estejam se expandindo em taxas diferentes?

Mas se a taxa de expansão mudou, então a idade do nosso universo não é nada o que pensamos (os cientistas usam a taxa de expansão do universo para rastrear sua idade). Isso, por sua vez, significa que o universo tem um tamanho diferente, o que significa que o tempo que leva para algo acontecer também será diferente.

Se você seguir essa cadeia de raciocínio, no final descobrirá que os processos físicos que ocorreram no início do Universo ocorreram em momentos diferentes. Também é possível que outros processos estejam envolvidos que afetem a taxa de expansão. Em geral, existe algum tipo de confusão. "Daqui se segue que ou não entendemos bem o suficiente como o universo se comporta, ou o medimos incorretamente", afirmam os autores do estudo.

Em qualquer caso, a Constante de Hubble é um tópico muito debatido na comunidade astronômica. O novo estudo, porém, acrescentou ainda mais questões, então a luta contra a incerteza será longa. Algum dia, é claro, nossa compreensão do cosmos mudará. Mas quando isso acontecer, os cosmologistas terão que procurar outra coisa para discutir. O que eles farão com certeza.