MADRID 11 fev. (EUROPA PRESS) -
As lentes gravitacionais fracas podem ser usadas para testar o Princípio Cosmológico, que sustenta que, em escalas espaciais suficientemente grandes, o Universo é isotrópico e homogêneo.
"O Princípio Cosmológico é uma espécie de declaração suprema de humildade", explica James Adam, astrofísico da University of the Western Cape (África do Sul) e principal autor de um novo artigo publicado no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP).
De acordo com o princípio cosmológico, não apenas não estamos no centro do universo, como também não existe um centro verdadeiro. Outra suposição, semelhante à homogeneidade, mas distinta e independente dela, é que o universo também é isotrópico, o que significa que ele não tem direções preferenciais. Essas premissas sustentam o Modelo Padrão de Cosmologia, a estrutura teórica usada para explicar a origem, a evolução e o estado atual do universo. Atualmente, é o modelo mais robusto e consistente, verificado por inúmeras observações científicas, embora ainda não seja perfeito.
De fato, observações cosmológicas recentes sugerem que, em escalas extremamente grandes, pode haver anisotropias, ou seja, variações na estrutura do Universo que desafiam a hipótese da isotropia. Essas anomalias foram identificadas por meio de diferentes métodos e incluem medições contraditórias da taxa de expansão do Universo, estudos da radiação cósmica de fundo em micro-ondas e várias inconsistências nos dados cosmológicos. Entretanto, essas observações ainda são inconclusivas. Para descartar erros de medição, mais dados devem ser coletados usando metodologias independentes. Se várias técnicas confirmarem as mesmas anomalias, será muito mais difícil descartar sua existência.
O novo estudo desenvolveu uma nova metodologia para testar a isotropia do Universo usando observações de instrumentos como o Euclid, um telescópio espacial da ESA lançado em 2023, que acaba de começar a produzir imagens do cosmos com potência, precisão e resolução sem precedentes.
"Investigamos um método diferente para restringir a anisotropia, que envolveu a chamada lente gravitacional fraca", diz Adam. A lente gravitacional fraca ocorre porque a matéria entre nós e uma galáxia distante distorce ligeiramente a luz da galáxia, alterando sua forma aparente. Esse tipo específico de distorção pode revelar se existem anisotropias no Universo. Na verdade, a análise dos dados de lentes gravitacionais fracas permite que os cientistas separem o sinal em dois componentes: cisalhamento no modo E, que é gerado pela distribuição de matéria em um universo isotrópico e homogêneo, e cisalhamento no modo B. O cisalhamento de modo B, que normalmente é muito fraco e não deve aparecer em grande escala em um universo isotrópico.
A simples observação de modos B em grande escala não seria suficiente para confirmar as anisotropias, pois esses sinais são muito fracos e podem ser o resultado de erros de medição ou efeitos colaterais. Se a anisotropia for real, ela afetaria os modos E e B de forma não independente, gerando uma correlação entre os dois sinais. Somente se os dados do Euclid revelarem uma correlação significativa entre os modos E e B, isso sugeriria uma expansão anisotrópica do Universo.
Em seu estudo, Adam e sua equipe simularam os efeitos de uma expansão anisotrópica do Universo em um computador e desenvolveram um modelo que descreve como os desvios da isotropia modificariam o sinal de lente fraca. Em seguida, eles calcularam a correlação cruzada EB para mostrar que um universo anisotrópico produziria uma correlação entre os dois sinais e aplicaram seu modelo a dados futuros do Euclid, demonstrando que essas observações serão precisas o suficiente para detectar possíveis anisotropias.
O Euclid já está começando a fornecer dados úteis para essas análises e novos observatórios serão comissionados em breve. Agora que desenvolveram a metodologia correta, Adam e seus colegas pretendem aplicá-la a dados reais. "Depois de verificar o trabalho quatro vezes, você tem que considerar seriamente se essa suposição fundamental é realmente verdadeira ou não, especialmente no Universo tardio. Ou talvez ela nunca tenha sido verdadeira", explica Adam.
Se essas anomalias forem confirmadas, isso abrirá um novo capítulo na cosmologia. Mas não será fácil: já existem modelos teóricos alternativos que preveem anisotropias, mas nenhum é tão robusto ou tão amplamente aceito quanto o Modelo Padrão. Entretanto, qualquer revisão teórica também dependeria do grau de anisotropia que pode ser detectado, o que permanece incerto.
Esta notícia foi traduzida por um tradutor automático