Caros Leitores;
Essa luta tem implicações Universais.
Uma imagem da Grande Nuvem de Magalhães tomada com um telescópio terrestre. A imagem inserida foi capturada pelo Telescópio Espacial Hubble e mostra um aglomerado de galáxias repleto de Cefeidas variáveis, uma classe de estrelas que cintilam regularmente. Usando essa taxa de pulsação, os cientistas calcularam a taxa de expansão do universo, mas esse número não corresponde aos valores derivados de outros fenômenos cósmicos, como o eco do Big Bang conhecido como radiação cósmica de fundo de microondas.
(Imagem: © NASA, ESA, A. Riess (STScI / JHU) e Palomar Digitized Sky Survey)
Há um mistério intrigante acontecendo no universo. Medidas da taxa de expansão cósmica usando diferentes métodos continuam a mostrar resultados discordantes . A situação foi chamada de "crise".
O problema está centrado no que é conhecido como a constante de Hubble . Batizada em homenagem ao astrônomo americano Edwin Hubble, esta unidade descreve a rapidez com que o universo está se expandindo a diferentes distâncias da Terra. Usando dados do satélite Planck da Agência Espacial Européia (ESA), os cientistas estimam que a taxa seja de 46.200 km / h por milhão de anos-luz (ou, usando unidades cosmológicas, 67,4 km / segundo por megaparsec). Mas cálculos usando estrelas pulsantes chamadas cefeidas sugerem que são 50.400 mph por milhão de anos-luz (73,4 km / s / Mpc).
Se o primeiro número estiver correto, significa que os cientistas mediram as distâncias dos objetos distantes do universo por muitas décadas. Mas se a segunda estiver correta, então os pesquisadores podem ter que aceitar a existência de uma nova física exótica. Os astrônomos, compreensivelmente, estão bastante preocupados com essa discrepância.
O que um leigo deveria fazer dessa situação? E quão importante é essa diferença, que para os estrangeiros parece menor? A fim de chegar ao fundo do confronto, a Live Science chamou Barry Madore, um astrônomo da Universidade de Chicago e membro de uma das equipes que realizava medições da constante de Hubble .
O problema começa com o próprio Edwin Hubble. Em 1929, ele percebeu que galáxias mais distantes estavam se afastando da Terra mais rápido do que suas contrapartes mais próximas. Ele encontrou uma relação linear entre a distância que um objeto era do nosso planeta e a velocidade com que ele estava retrocedendo.
"Isso significa que algo assustador está acontecendo", disse Madore à Live Science. "Por que seríamos o centro do universo? A resposta, que não é intuitiva, é que [objetos distantes] não estão se movendo. Há mais e mais espaço sendo criado entre tudo".
Hubble percebeu que o universo estava se expandindo, e parecia estar fazendo isso a uma taxa constante - daí a constante de Hubble. Ele mediu o valor em cerca de 342.000 milhas por hora por milhão de anos-luz (501 km / s / Mpc) - quase 10 vezes maior do que o atualmente medido. Ao longo dos anos, os pesquisadores refinaram essa taxa.
As coisas ficaram mais estranhas no final dos anos 90, quando duas equipes de astrônomos notaram que as supernovas distantes estavam mais fracas e, portanto, mais distantes do que o esperado, disse Madore. Isso indicou que não apenas o universo estava se expandindo, mas também estava acelerando sua expansão. Os astrônomos nomearam a causa desse fenômeno misterioso de energia escura.
Tendo aceitado que o universo estava fazendo algo estranho, os cosmólogos voltaram-se para a próxima tarefa óbvia: medir a aceleração com a maior precisão possível. Ao fazer isso, eles esperavam refazer a história e a evolução do cosmos do começo ao fim.
Madore comparou esta tarefa a andar em uma pista de corrida e obter um único vislumbre dos cavalos correndo ao redor do campo. A partir desse pouco de informação, alguém poderia deduzir onde todos os cavalos começaram e qual deles venceria?
Esse tipo de pergunta pode parecer impossível de responder, mas isso não impediu os cientistas de tentar. Nos últimos 10 anos, o satélite Planck tem medido o fundo de microondas cósmico, um eco distante do Big Bang, que fornece um instantâneo do Universo infantil há 13 bilhões de anos. Usando os dados do observatório, os cosmologistas poderiam determinar um número para a constante de Hubble com um grau extraordinariamente pequeno de incerteza.
"É lindo", disse Madore. Mas "contradiz o que as pessoas vêm fazendo nos últimos 30 anos", disse Madore.
Ao longo dessas três décadas, os astrônomos também têm usado telescópios para observar Cefeidas distantes e calcular a constante de Hubble. Essas estrelas oscilam a uma taxa constante, dependendo do seu brilho, de modo que os pesquisadores podem dizer exatamente quão brilhante uma cefeida deve ser baseada em suas pulsações. Ao observar como as estrelas são fracas, os astrônomos podem calcular uma distância para elas. Mas as estimativas da constante de Hubble usando Cepheids não coincidem com a de Planck.
A discrepância pode parecer relativamente pequena, mas cada ponto de dados é bastante preciso e não há sobreposição entre suas incertezas. Os lados diferentes apontam os dedos um para o outro, dizendo que seus oponentes incluíram erros que desencadearam seus resultados, disse Madore.
Mas, acrescentou ele, cada resultado também depende de um grande número de suposições. Voltando à analogia da corrida de cavalos, Madore comparou-o a tentar descobrir o vencedor, tendo que deduzir qual cavalo vai se cansar primeiro, o que vai ganhar uma súbita explosão de energia no final, que vai escorregar um pouco no molhado grama de chuva de ontem e muitas outras variáveis difíceis de determinar.
Se as equipes da Cepheids estão erradas, isso significa que os astrônomos têm medido as distâncias do universo de maneira incorreta o tempo todo, disse Madore. Mas se Planck está errado, então é possível que novas e exóticas físicas tenham que ser introduzidas nos modelos cosmológicos do universo, ele acrescentou. Esses modelos incluem diferentes mostradores, como o número de tipos de partículas subatômicas conhecidas como neutrinos existentes, e são usados para interpretar os dados do satélite do fundo de microondas cósmico. Para reconciliar o valor de Planck para a constante de Hubble com os modelos existentes, alguns dos mostradores teriam que ser ajustados, disse Madore, mas a maioria dos físicos ainda não está muito disposta a fazê-lo.
Na esperança de fornecer outro ponto de dados que pudesse mediar entre os dois lados, Madore e seus colegas recentemente olharam para a luz das estrelas gigantes vermelhas. Esses objetos atingem o mesmo pico de brilho no final de suas vidas, o que significa que, assim como as cefeidas, os astrônomos podem ver como eles aparecem na Terra para obter uma boa estimativa de sua distância e, portanto, calcular a constante de Hubble.
Os resultados, divulgados em julho, forneceram um número entre as duas medições anteriores: 47.300 mph por milhão de anos-luz (69,8 km / s / Mpc). E a incerteza contida suficiente se sobrepõe para potencialmente concordar com os resultados de Planck.
Mas os pesquisadores ainda não estão estourando suas rolhas de champanhe, disse Madore. "Queríamos fazer um desempate", disse ele. "Mas não disse que esse lado ou esse lado é certo. Dizia que havia muito mais lixo do que todos pensavam antes."
Outras equipes pesaram. Um grupo chamado H0 Lenses in Wellspring (H0LICOW) do COSMOGRAIL está olhando para objetos brilhantes distantes no início do universo chamado quasares cuja luz foi gravitacionalmente coberta por objetos massivos entre nós e eles. Ao estudar esses quasares, o grupo recentemente chegou a uma estimativa mais próxima do lado dos astrônomos. Informações do Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO), que observa as ondas gravitacionais de estrelas de nêutrons em colisão, poderiam fornecer outro ponto de dados independente. Mas esses cálculos ainda estão em seus estágios iniciais, disse Madore, e ainda precisam atingir a plena maturidade.
Por sua parte, Madore disse que o número médio entre Planck e o valor dos astrônomos finalmente prevaleceria, embora ele não apostasse muito nessa possibilidade no momento. Mas até que alguma conclusão seja encontrada, ele gostaria de ver as atitudes dos pesquisadores atenuadas um pouco.
"Muita espuma foi posta em cima disso por pessoas que insistem que estão certas", disse ele. "É suficientemente importante que precise ser resolvido, mas vai levar tempo."
Fonte: Live Science /
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Hélio R.M. Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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