Uma medição nova e rigorosa da velocidade de expansão do Universo chegou - e está a criar um enorme dilema cósmico.
Com dados do Hubble e novas observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST), uma equipa liderada pelo físico Adam Riess, da Universidade Johns Hopkins, confirmou que as medições anteriores estavam, afinal, corretas, apesar de anos de discussão.
A partir das enormes distâncias entre o nosso Sistema Solar, as estrelas variáveis Cefeidas e as supernovas do tipo Ia - usadas para construir uma «escada de distâncias cósmicas» -, o Universo parece mesmo estar a expandir-se a 73 quilómetros por segundo por megaparsec, uma velocidade conhecida como constante de Hubble.
O problema é que outros métodos para medir a constante de Hubble produzem resultados diferentes. Os cientistas suspeitavam que esta chamada tensão de Hubble pudesse dever-se a erro humano. Uma nova medição, com um nível de confiança muito elevado - 8 sigma -, indica que a causa é outra.
«Com os erros de medição eliminados, resta a possibilidade real e entusiasmante de termos compreendido mal o Universo», afirma Riess.
A tensão de Hubble e as medições do Universo
A tensão de Hubble é, muito provavelmente, o maior problema que aflige a cosmologia. Está relacionada com a velocidade a que a expansão do Universo acelera, uma medição fundamental para o estudo do cosmos. Existem vários métodos para a determinar, mas os dois principais recorrem a velas padrão e réguas padrão.
As velas padrão são fontes de luz no escuro cuja luminosidade intrínseca é conhecida. É o caso das estrelas variáveis Cefeidas e das supernovas do tipo Ia. Sabendo quão brilhante é um objeto por natureza, conseguimos calcular a sua distância com grande precisão. As Cefeidas e as supernovas do tipo Ia apontam para uma constante de Hubble de cerca de 73 quilómetros por segundo por megaparsec.
Já as réguas padrão assentam em sinais provenientes do Universo primordial. Entre eles estão a radiação cósmica de fundo em micro-ondas - a luz que atravessou o Universo pela primeira vez cerca de 380 000 anos após o Big Bang - e as oscilações acústicas de bárions. Ambos os métodos indicam uma constante de Hubble de aproximadamente 67 km/s/megaparsec.
Independentemente do número de vezes que os investigadores medem a constante de Hubble, acabam sempre por encontrar esta discrepância. E não se trata de uma pequena diferença: a constante de Hubble é, por exemplo, uma das ferramentas usadas para estimar o tamanho e a idade do Universo. Para compreender melhor o cosmos, será necessário descobrir a origem desta divergência.
JWST confirma as observações do Hubble
Os atuais modelos cosmológicos funcionam muito bem em determinados aspetos, pelo que as soluções propostas tendem a implicar que outra coisa deixa de encaixar. Por isso, o erro humano torna-se uma explicação apelativa para a tensão de Hubble, levando os cientistas a medir, voltar a medir e medir de novo, à procura do ponto onde algo possa ter corrido mal.
Uma hipótese era a de que as medições originais do Hubble contivessem algum erro. Riess e os seus colegas têm, por isso, utilizado o JWST para verificar esse trabalho. As medições iniciais, realizadas no ano passado, coincidiam com as observações do Hubble. Contudo, mantinha-se a possibilidade de que os dois conjuntos de dados divergisse à medida que se observava mais profundamente no espaço, tornando-se as medições de distância às Cefeidas feitas pelo Hubble menos exatas com o aumento da distância.
Agora, porém, o JWST alcançou o Hubble - e não foi isso que aconteceu. Todas as medições são consistentes entre si.
«Abrangemos agora toda a gama do que o Hubble observou e podemos excluir, com um grau de confiança muito elevado, um erro de medição como causa da tensão de Hubble», afirma Riess. «A combinação do Webb e do Hubble oferece-nos o melhor dos dois mundos. Verificamos que as medições do Hubble continuam fiáveis à medida que subimos mais na escada de distâncias cósmicas.»
Ondas gravitacionais podem ajudar a resolver o enigma
Resta, portanto, perceber o que ainda não sabemos. As observações de ondas gravitacionais, conhecidas como sirenes padrão, poderão ser essenciais. Neste momento, as margens de erro das sirenes padrão são demasiado grandes para permitir uma conclusão segura, embora pareçam estar mais ou menos de acordo com as velas padrão. Estão em curso esforços para continuar a realizar medições; provavelmente, será preciso ter paciência.
Por outro lado, as novas medições permitem-nos continuar a confiar no velho Hubble. Uma verdadeira máquina incansável.
As conclusões da equipa foram publicadas na revista The Astrophysical Journal Letters.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário