ESA/WEBB, NASA & CSA - Arquivo
MADRID, 5 dez. (EUROPA PRESS) -
Pesquisadores da Universidade de Tóquio (Japão) conseguiram recentemente medir a expansão do universo usando técnicas inovadoras e novos dados de telescópios de última geração.
Conforme relatado na revista 'Astronomy and Astrophysics', seu método tira proveito da maneira como a luz de objetos extremamente distantes percorre vários caminhos para chegar até nós. As diferenças nesses caminhos ajudam a melhorar os modelos do que acontece nas maiores escalas cosmológicas, incluindo a expansão.
Há uma controvérsia importante e não resolvida na cosmologia sobre a taxa de expansão do universo, e resolvê-la poderia revelar uma nova física. Os astrônomos estão constantemente procurando novas maneiras de medir essa expansão, caso haja erros desconhecidos nos dados dos marcadores convencionais, como as supernovas.
O universo é grande e está ficando maior. Embora não se saiba qual é o seu tamanho, sabe-se a velocidade com que está se expandindo. No entanto, isso não é simples, pois a expansão parece mais rápida quanto mais longe estivermos. Para cada 3,3 milhões de anos-luz (ou um megaparsec) de distância, vemos coisas a essa distância se afastando a uma taxa crescente de cerca de 73 quilômetros por segundo. Em outras palavras, a taxa de expansão do universo é de 73 quilômetros por segundo por megaparsec (km/s/Mpc), também conhecida como constante de Hubble.
Há diferentes maneiras de determinar a constante de Hubble, mas, até agora, todas elas se basearam nas chamadas escalas de distância. Trata-se de fenômenos como supernovas ou estrelas variáveis Cefeidas, que se acredita serem suficientemente compreendidas para que sua presença, mesmo em outras galáxias, nos permita obter medições precisas delas, incluindo suas distâncias. Depois de observar um número suficiente dessas estrelas ao longo das décadas, a constante de Hubble tornou-se cada vez mais restrita. No entanto, sempre houve alguma dúvida sobre esse método, de modo que os cosmologistas aceitam melhorias.
Em seu último artigo, uma equipe de astrônomos, incluindo o professor assistente do projeto Kenneth Wong e o pesquisador de pós-doutorado Eric Paic do Early Universe Research Centre da Universidade de Tóquio, demonstrou com sucesso um método conhecido como cosmografia com atraso de tempo, que eles acreditam que pode atenuar a dependência das escalas de distância e deve ter ramificações em outras áreas da cosmologia.
"Para medir a constante de Hubble usando a cosmografia com retardo de tempo, você precisa de uma galáxia muito grande que possa agir como uma lente", diz Wong. "A gravidade dessa 'lente' distorce a luz dos objetos atrás dela, de modo que vemos uma versão distorcida deles. Isso é chamado de efeito de lente gravitacional. Se as circunstâncias forem favoráveis, veremos várias imagens distorcidas, e cada uma delas terá percorrido um caminho ligeiramente diferente para chegar até nós, com tempos diferentes.
Ao procurar mudanças idênticas nessas imagens que estão ligeiramente fora de fase, podemos medir a diferença de tempo que elas levaram para chegar até nós. A combinação desses dados com estimativas da distribuição de massa das lentes galácticas que os distorcem nos permite calcular a aceleração de objetos distantes com mais precisão. A constante de Hubble que medimos está bem dentro da faixa suportada por outros métodos de estimativa.
Quanto ao motivo pelo qual os pesquisadores estão se esforçando tanto apenas para encontrar um número que já conhecem, isso tem a ver com algo crucial para a compreensão da história do universo, que atualmente permanece sem solução. Esse valor de 73 km/s/Mpc para a constante de Hubble está correto com base em observações de objetos próximos, mas há outras formas de medir a taxa de expansão cósmica que também podem analisar dados do passado distante, em particular a radiação que permeia o universo resultante do Big Bang, também conhecida como fundo cósmico de micro-ondas (CMB).
Portanto, quando os pesquisadores usam a CMB para calcular a constante de Hubble, eles obtêm um valor menor de 67 km/s/Mpc. Essa discrepância é chamada de estresse de Hubble, e o trabalho de Wong, Paic e seus colaboradores ajuda a esclarecer sua natureza, pois ainda há dúvidas se ela pode ser mais do que o resultado de um erro experimental.
"Nossa medição da constante de Hubble é mais consistente com outras observações atuais e menos consistente com medições do universo primitivo. Essa é uma evidência de que a deformação de Hubble pode ter origem na física real e não apenas em uma fonte desconhecida de erro nos vários métodos", relata Wong. "Nossa medição é totalmente independente de outros métodos, tanto no universo inicial quanto no tardio, portanto, se houver incertezas sistemáticas nesses métodos, não devemos ser afetados por elas.
"O principal objetivo deste trabalho foi aprimorar nossa metodologia, e agora precisamos aumentar o tamanho da amostra para melhorar a precisão e determinar a tensão de Hubble com certeza", diz Paic. "Atualmente, nossa precisão é de cerca de 4,5% e, para determinar com precisão a constante de Hubble em um nível que confirme definitivamente a tensão de Hubble, precisamos atingir uma precisão de cerca de 1% a 2%.
A equipe está confiante de que essas melhorias de precisão são possíveis. O estudo atual utilizou oito sistemas de lentes com retardo de tempo, cada um dos quais oclui um quasar distante (um buraco negro supermassivo que acumula gás e poeira, dando-lhe um brilho intenso), e novos dados dos mais recentes telescópios espaciais e terrestres, incluindo o Telescópio Espacial James Webb. A equipe pretende aumentar o tamanho da amostra, bem como melhorar outras medições e descartar quaisquer erros sistemáticos ainda não explicados.
Uma das maiores fontes de incerteza é o fato de não sabermos exatamente como a massa é distribuída nas galáxias com lentes. Em geral, supõe-se que a massa segue um perfil simples consistente com as observações, mas é difícil ter certeza, e essa incerteza pode influenciar diretamente os valores que calculamos", diz Wong.
A linhagem do Hubble é importante, pois pode sinalizar uma nova era na cosmologia que revela uma nova física. Nosso projeto é o resultado de décadas de colaboração entre vários observatórios e pesquisadores independentes, destacando a importância da colaboração internacional na ciência.
Esta notícia foi traduzida por um tradutor automático