Os cientistas alcançaram um nível de clareza sem precedentes no mapeamento da expansão do universo e no estudo da energia escura, a força enigmática que acelera esta expansão. A descoberta vem da análise de seis anos de dados coletados pela Dark Energy Camera (DECam) no telescópio de 4 metros Víctor M. Blanco da Fundação Nacional de Ciência dos EUA. Isto marca a primeira vez que quatro métodos independentes de estudo da energia escura foram combinados, duplicando a precisão das medições anteriores.
Os dados por trás da descoberta
A análise abrange 758 noites de observações cobrindo um oitavo do céu, realizadas entre 2013 e 2019 pela Colaboração Dark Energy Survey (DES). A DECam de 570 megapixels capturou dados de impressionantes 669 milhões de galáxias, a alguns bilhões de anos-luz de distância. Esta escala é crucial porque a compreensão da energia escura requer a observação do Universo nas maiores escalas possíveis – os efeitos são subtis e só se tornam aparentes quando se examinam vastas distâncias cósmicas.
Por que a energia escura é importante
A existência da energia escura foi sugerida pela primeira vez em 1998, quando os astrónomos observaram que as supernovas distantes estavam a recuar mais rapidamente do que o esperado. Isto significa não só que o Universo está a expandir-se, como Edwin Hubble descobriu décadas antes, mas que a sua expansão está a acelerar. A energia escura representa agora cerca de 68% da energia e matéria total do universo, mas a sua natureza permanece desconhecida.
O momento do domínio da energia escura também é fundamental: ela só começou a dominar a gravidade entre 3 e 7 mil milhões de anos atrás. Isto sugere que a evolução do universo não é um processo simples e linear, mas inclui fases onde diferentes forças dominaram.
Quatro maneiras de estudar o invisível
A análise DES combinou exclusivamente quatro métodos para investigar a energia escura:
- Supernovas Tipo Ia: A ferramenta de descoberta original, ainda vital para medir distâncias através do cosmos.
- Lente Gravitacional Fraca: A curvatura sutil da luz ao passar por objetos massivos, revelando a distribuição da matéria escura e da energia escura.
- Aglomeramento de Galáxias: O modo como as galáxias se agrupam fornece pistas sobre a estrutura cósmica subjacente influenciada pela energia escura.
- Oscilações Acústicas Bariônicas (BAO): Ondulações do universo primitivo preservadas como flutuações de densidade, agindo como uma régua cósmica para medir a expansão.
Ao cruzar estes quatro métodos independentes, a equipa do DES reforçou significativamente a confiança nos seus resultados.
Discrepâncias inesperadas
Os dados do DES alinham-se tanto com o modelo cosmológico padrão (Lambda Cold Dark Matter – LCDM) quanto com um modelo mais flexível que permite a evolução da energia escura ao longo do tempo (wCDM). No entanto, a análise revelou uma discrepância entre o agrupamento de galáxias observado e as previsões de ambos os modelos.
As galáxias modernas parecem agrupar-se de forma diferente do esperado com base nas medições do universo primitivo, sugerindo que os modelos cosmológicos atuais podem estar incompletos. Esta incompatibilidade, embora subtil, torna-se mais pronunciada a cada nova observação.
O futuro da pesquisa sobre energia escura
O próximo passo envolve combinar os dados do DECam com observações do Legacy Survey of Space and Time (LSST) do Observatório Vera C. Rubin, que catalogará cerca de 20 mil milhões de galáxias. Isto proporcionará uma visão ainda mais abrangente da história do universo e do comportamento da energia escura.
“O DES tem sido transformador e o Observatório Vera C. Rubin nos levará ainda mais longe”, diz Chris Davis, da National Science Foundation. O alcance sem precedentes do Observatório Rubin promete testar a nossa compreensão da gravidade e desbloquear novos conhecimentos sobre a verdadeira natureza da energia escura.
O universo continua cheio de mistérios, mas estas descobertas aproximam-nos mais do que nunca de desvendar os segredos da sua expansão acelerada.
