Big Bang existiu! Telescópio James Webb confirma previsão importante encontrada pelo Hubble

Em dezembro de 2021, o telescópio espacial James Webb foi lançado como parte de um projeto que tem como objetivo compreender os primeiros momentos do Universo. A ideia é que o James Webb permitiria observar galáxias muito distantes que mostrariam como o Universo era nas primeiras centenas de milhões de anos. Isso se deve à capacidade do telescópio de observar comprimentos de onda no infravermelho.

Com observações de um Universo tão jovem, o James Webb permitiria entender como o Universo evoluiu nesses 13,8 bilhões de anos. Um dos conceitos mais importantes é a taxa de expansão do Universo que diz quanto o espaço-tempo está se expandindo. A constante de Hubble é usada para descrever essa taxa e é baseada na relação entre velocidade das galáxias e suas distâncias do Sistema Solar. No entanto, determinar o valor com precisão é um desafio na Astronomia que ficou conhecida como “tensão de Hubble”.

Com dados do James Webb, astrônomos conseguiram calcular mais uma estimativa para a constante de Hubble. Segundo o resultado encontrado, o valor é praticamente o mesmo encontrado utilizando o telescópio Hubble que foi lançado com esse objetivo na década de 90. Essa confirmação dos dados de Hubble dá um passo a mais para compreensão da expansão do Universo e talvez resolver a crise cosmológica atual.

Constante de Hubble

A constante de Hubble é uma medida importante na Cosmologia pois descreve a taxa de expansão do Universo. Ela foi proposta pelo astrônomo Edwin Hubble em 1929 quando este observou, pela primeira vez, que quanto mais distante a galáxia, mais rapidamente ela se afasta de nós. Essa foi uma das primeiras observações que mostrou que o Universo está se expandindo e mudou o rumo da Cosmologia para sempre.

Apesar de parecer simples, medir a constante de Hubble é um desafio atual na Cosmologia porque é preciso que tenha dados bem sensíveis. Vários métodos são usados para medir a constante de Hubble sendo o uso de supernovas Ia, a técnica mais conhecida. Além disso, o fundo cósmico de microondas também pode ser usado. No entanto, resultados por métodos diferentes têm gerado resultados diference, criando uma tensão conhecida como "tensão de Hubble”.

Crise cosmológica

A “tensão de Hubble” faz parte de um fenômeno conhecido como crise cosmológica onde dados observacionais divergem de modelos teóricos. Uma das principais maneiras de calcular, usando supernovas, dá resultado próximo a 73 km/s/Mpc enquanto uma outra maneira conhecida, usando radiação cósmica de fundo, dá 67 km/s/Mpc. Apesar de valores próximos, a diferença é importante em modelos cosmológicos.

O que chama atenção é que ambos os métodos são precisos mas ainda assim ocorre a discrepância. Alguns astrofísicos argumentam que pode ter limitações no modelo cosmológico padrão e outros argumentam que o problema estaria nos dados ou na linha de visão que temos na Via Láctea. A ideia é que com novos telescópios, os dados continuem ficando mais precisos e a crise cosmológica comece a ser resolvida aos poucos.

Polêmica do JWST

Os resultados do JWST chamam atenção porque o telescópio já foi alvo de polêmica em meados de 2022. Quando os primeiros resultados do telescópio foram divulgados, vários canais e notícias circularam afirmando que ele havia "confirmado que o Big Bang não existiu". No entanto, as alegações estavam incorretas e surgiram depois de interpretações erradas sobre alguns artigos que foram publicados na época.

O motivo foi que os dados do JWST mostraram galáxias maiores e mais evoluídas do que se esperava para o início do Universo. Os astrônomos publicaram artigos argumentando que a teoria de formação e evolução de galáxias precisaria ser revisada. Essa parte da Astronomia sempre foi alvo de discussão e um dos objetivos do JWST era entender melhor como galáxias se formaram no início do Universo. Nenhum dos dados tem evidência que vá contra o modelo do Big Bang.

Novo resultado

Um artigo publicado recentemente utilizou dados do JWST de estrelas variáveis e supernovas do tipo Ia. Esses objetos funcionam como "velas padrão" porque a luminosidade são bem descritos na teoria e ao medir o brilho aparente é possível calcular a distância do objeto. O grupo usou essas observações para fazer um cálculo da constante de Hubble.

Os pesquisadores chegaram a uma estimativa de 72,6 ± 2,0 km/s/Mpc que é um valor muito próximo do obtido pelos dados do Hubble que estimam um valor de 72,8 km/s/Mpc. Mesmo com o número baixo de observação de supernova do JWST, os resultados iniciais já indicam uma consistência entre as estimativas de ambos telescópios. Essa consistência é importante na Cosmologia e é esperado que quando mais dados tiverem disponíveis, um novo cálculo seja feito.

Big Bang aconteceu então?

A teoria do Big Bang é a explicação para o início do Universo e foi proposta após diversas observações que mostram que o Universo está em expansão. Desde as observações de Hubble na década de 20, outras observações continuaram confirmando a teoria do Big Bang. Uma delas sendo a radiação cósmica de fundo em micro-ondas descoberta em 1965 que seria um eco" dos primeiros momentos do Universo.

Outras observações como proporções de elementos como hidrogênio e hélio concordam com os cálculos baseados usando a teoria do Big Bang como base. Diferentes experimentos e observações precisas concordam com as previsões dessa teoria. E mesmo que uma observação discorde não é o suficiente para fazer a teoria do Big Bang cair com facilidade de tão robusta que ela é.

Referência da notícia:

Riess et al. 2024 JWST Validates HST Distance Measurements: Selection of Supernova Subsample Explains Differences in JWST Estimates of Local H0 The Astrophysical Journal