A energia escura é uma daquelas peças da cosmologia que ainda estamos a aprender a encaixar. Não a conseguimos observar directamente, mas os seus efeitos tornam-se evidentes na dinâmica do Cosmos - sobretudo no facto de a expansão do Universo estar a acelerar.
Nos últimos tempos, porém, alguns físicos começaram a pôr em causa até esta narrativa, apoiando-se em resultados que sugerem que a expansão pode não estar a ocorrer à taxa prevista pelas nossas contas. Em termos simples, a energia escura poderá estar a variar com o tempo, e isso teria consequências profundas para a evolução do Universo e para a física cosmológica em geral.
DESI DR2 e o desacordo com a RCFM (Radiação Cósmica de Fundo em Micro-ondas)
O debate ganhou novo fôlego quando o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) disponibilizou o seu segundo grande conjunto de dados, conhecido na gíria da astronomia como DR2.
Trabalhos anteriores já tinham identificado uma discrepância entre os novos mapas de galáxias do DESI e a RCFM (Radiação Cósmica de Fundo em Micro-ondas) - o brilho residual deixado pela Grande Explosão. Uma explicação possível para esse desencontro é que a energia escura esteja a “evoluir”, tornando-se mais intensa ou mais fraca ao longo de milhares de milhões de anos.
É aqui que entra um novo artigo do Dr. Slava Turyshev, também conhecido por ser um dos mais destacados defensores da missão da Lente Gravitacional Solar, que explora uma alternativa: e se os dados estiverem a ser enviesados por imprecisões na forma como medimos certos marcadores cosmológicos, como as supernovas?
O alerta do Dr. Slava Turyshev: o problema pode estar nas medições
Para o Dr. Turyshev, convém travar o entusiasmo com conclusões extraordinárias antes de existirem provas à altura. Segundo ele, há uma fonte de erro muito concreta que pode, por si só, explicar o afastamento entre o DESI DR2 e a RCFM: pequenas imprecisões na calibração das supernovas.
Se as medições das supernovas estiverem desviadas - mesmo que apenas 0,02 magnitudes - isso pode ser suficiente para criar o aparente desacordo.
As supernovas são usadas rotineiramente como referência para medir distâncias a escalas cosmológicas. Por isso, acertar com enorme rigor no seu brilho intrínseco é essencial para estimar distâncias sem enviesamentos. E o Dr. Turyshev, tal como muitos outros astrofísicos, questiona se o conjunto actual de telescópios e calibrações fotométricas consegue garantir, de forma consistente, a precisão necessária para este nível de exigência.
Vale a pena notar que estes erros não precisam de ser “grandes” para causar estragos: basta uma pequena deriva sistemática - por exemplo, associada a filtros, detectores, poeiras interestelares ou diferenças subtis nos métodos de redução de dados - para deslocar inferências cosmológicas quando se acumulam milhares de medições.
A “régua cósmica”: o horizonte sonoro e as Oscilações Acústicas dos Bariões
Outra zona onde podem entrar erros é a chamada “régua cósmica” usada nestas análises. Essa régua chama-se horizonte sonoro e representa a distância típica associada à propagação de ondas de pressão no plasma quente do Universo primordial - a uma velocidade específica: a velocidade do som nesse plasma.
Essas ondulações, designadas Oscilações Acústicas dos Bariões, persistiram durante cerca de 380 000 anos e cessaram quando o Universo arrefeceu o suficiente para formar os primeiros átomos, “fixando” esse padrão no tecido cósmico.
A partir daí, esse comprimento característico é usado como referência para estimar distâncias a objectos distribuídos por todo o Universo. No entanto, como continua a depender de medições e de inferências, pequenos desvios nos instrumentos ou nos métodos usados para calcular essa escala podem introduzir erros que se propagam para as conclusões finais.
Diagnóstico de Alcock–Paczyński: contornar medições “nebulosas” do passado cósmico
Para reduzir a dependência do horizonte sonoro, o Dr. Turyshev sugere recorrer a um artifício matemático conhecido como diagnóstico de Alcock–Paczyński (AP). Em vez de ancorar a análise nessa régua, a técnica AP explora a forma calculada (e esperada) do Universo e como ela se projecta nas observações, evitando apoiar-se em medições potencialmente “difusas” associadas a um momento específico da história primordial.
Se, depois destas verificações e correcções, a energia escura ainda assim aparentar oscilar, então - admite o autor - pode ser necessário considerar explicações físicas alternativas.
Energia escura em mudança: LTIT e Travessia Fantasma
O Dr. Turyshev propõe um novo enquadramento teórico, o modelo LTIT (Degelo Interactivo de Transição Tardia). A ideia é que a energia escura possa permanecer “congelada” durante uma fase inicial e, após um certo tempo desde o início do Universo, começar a “descongelar” gradualmente, passando a interagir cada vez mais - um processo que se manifestaria, do nosso ponto de vista, como a aceleração observada na expansão.
Outra hipótese possível é a Travessia Fantasma, um cenário em que a energia escura poderia tornar-se extremamente intensa numa determinada etapa, atravessando para um regime designado como energia “fantasma”.
Se esta última interpretação se confirmar, alerta o Dr. Turyshev, poderá ser necessário desenvolver física fundamental nova para a explicar, porque não encaixa no modelo padrão.
O que vem a seguir: mais dados (Euclid, DESI DR3) e mais testes
No fim de contas, a energia escura e os seus enigmas continuam longe de estar resolvidos - e a melhor forma de avançar é reunir mais evidência e apertar os controlos de qualidade das medições.
Entretanto, há novos dados a chegar. A sonda cosmológica Euclid divulgou recentemente o seu primeiro conjunto de dados, e os astrofísicos já o estão a analisar ao detalhe, na esperança de esclarecer melhor esta força escura que domina a evolução do Universo.
Também o DESI continua a recolher observações para a sua terceira divulgação, DR3, que deverá incluir dados dos primeiros três anos do levantamento principal, idealmente ainda durante este ano.
Esta investigação encontra-se disponível como pré-publicação no arXiv.
Este artigo foi originalmente publicado pelo Universo Hoje. Leia o artigo original.
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