Hubble identifica diferença incomum no ritmo de expansão do universo

Medir o ritmo da expansão do universo era uma das missões principais do Telescópio Espacial Hubble quanto foi lançado em 1990.

Ao longo dos últimos 30 anos, o observatório espacial ajudou cientistas a revelar e refinar esse ritmo de aceleração – assim como descobrir uma dobra misteriosa que apenas a nova física poderia resolver.

O Hubble observou mais de 40 galáxias que incluem estrelas pulsantes, assim como estrelas explosivas chamadas de supernovas, para medir longas distâncias cósmicas. Ambos os fenômenos ajudaram astrônomos a marcar distâncias gigantescas e calcular o ritmo de expansão.

Em uma missão para entender o quão rápido nosso universo se expande, astrônomos já fizeram uma descoberta inesperada em 1998: “energia escura”. Esse fenômeno age como uma força repulsiva misteriosa que acelera o passo da expansão.

E há mais um detalhe: uma diferença não explicada entre o ritmo de expansão do universo local versus o do universo distante logo após o Big Bang.

Os cientistas não entendem a discrepância, mas reconhecem que é estranha e precisa de uma física nova.

“Estamos vendo as medições mais precisas do passo de expansão do universo através de telescópios do mais alto padrão e medidores de distância cósmicos”, disse Adam Riess, professor distinto na Universidade Johns Hopkins e membro do Instituto de Ciência de Telescópios Espaciais laureado pelo Nobel, em nota.

“Isso é o que o Telescópio Espacial Hubble foi construído para fazer, usando as melhores tecnologias que conhecemos para fazê-lo. Esse é provavelmente a magnum opus (latim para “obra-prima”) do Hubble, porque levaria outros 30 anos de vida do aparelho para ao menos dobrar o tamanho das amostras.”

Décadas de observação

O telescópio foi nomeado em homenagem a Edwin Hubble, que descobriu na década de 1920 que nuvens distantes no espaço eram na verdade galáxias. Ele morreu em 1953, mais de trinta anos antes do lançamento de seu homônimo.

Hubble dependia do trabalho da astrônoma Henrietta Swan Leavitt e de suas descobertas feitas em 1912, que evidenciaram os períodos de luz em estrelas pulsantes chamadas de Cefeidas. As Cefeidas agem como marcadores de distância cósmicos, enquanto se iluminam e se apagam periodicamente entre a nossa galáxia e outras.

O trabalho de Hubble levou à revelação de que a nossa galáxia é uma entre muitas, sempre mudando nossa perspectiva e lugar no universo. O astrônomo continuou seu trabalho e descobriu que galáxias distantes aparentam estar se movendo rapidamente, sugerindo que vivemos em um universo em expansão que começou com o Big Bang.

A detecção do ritmo da expansão do universo ajudou a levar até o Prêmio Nobel de 2011 de Física, entregue a Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt e Riess “pela descoberta da expansão acelerada do universo através da observação de supernovas distantes.”

Riess continua a liderar o SHOES, sigla para Supernova H0 para a Equação do Estado da Energia Escura, uma colaboração científica que investiga o ritmo de expansão. Sua equipe está publicando um artigo na revista The Astrophysical Journal que trará as últimas atualizações sobre a constate de Hubble, já que o passo é conhecido.

Discrepância não resolvida

Medir objetos distantes criou uma “escada de distância cósmica”, que pode ajudar os cientistas a melhor estimar a idade do universo e a entender suas bases.

Diversos times de astrônomos usando o telescópio Hubble chegaram a um valor para a constante de Hubble igual a 73 mais ou menos um quilômetro por segundo por megaparsec. Um megaparsec é igual a um milhão de parsecs, ou 3,26 milhões de anos-luz.

“A constante de Hubble é um número muito especial. Pode ser usado para colocar a linha na agulha entre o passado e o presente para um teste integral do nosso entendimento do universo. Isso gerou uma quantidade fenomenal de trabalho detalhado”, disse Licia Verde, uma cosmóloga no Instituto Catalão de Pesquisa e Estudos Avançados e no Instituto de Ciência Cósmica da Universidade de Barcelona, em comunicado.

Mas a verdadeira previsão do ritmo de expansão do universo é mais lento do que o observado pelo telescópio, de acordo com astrônomos usando o modelo cosmológico padrão do universo (uma teoria sugerindo os componentes do Big Bang) e medidas tomadas pela missão Planck da Agência Espacial Europeia entre 2009 e 2013.

Planck, outro observatório espacial, foi usado para medir o pano de fundo de micro-ondas cósmicas, ou a sobra da radiação do Big Bang há 13,8 bilhões de anos.

Cientistas da missão Planck chegaram ao valor 67,5 mais ou menos 0,5 quilômetros por segundo por megaparsec.

O Telescópio Espacial James Webb, lançado em dezembro, poderá observar os marcadores de distância do Hubble em uma resolução maior e em maiores distâncias, o que poderia contribuir para entender a discrepância entre os dois números.

É um novo desafio animador para os cosmólogos, que estão determinados a medir a constante de Hubble – e agora se encontram questionando qual a física necessária para ajudá-los a desbloquear um novo mistério sobre o universo.

“Na verdade, eu não ligo para qual é o valor exato da expansão, mas eu gostaria de usá-lo para aprender mais sobre o universo”, disse Riess.

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