E se a energia escura não existe? Pesquisadores argumentam modelo que exclui energia escura

Astrofísicos da Nova Zelândia publicaram modelo do Universo que não necessita da energia escura para explicar expansão.

Novo modelo argumenta que expansão acelerada do Universo não é causada por causa da energia escura.
Novo modelo argumenta que expansão acelerada do Universo não é causada por causa da energia escura. Crédito: NASA

Evidências que o Universo estava se expandindo foram encontradas pela primeira vez em 1929 pelo astrônomo Edwin Hubble. Já na década de 90, dados do telescópio Hubble, homenagem ao astrônomo, mostraram que o Universo se expandia de forma acelerada. Com essa nova descoberta, físicos e astrônomos introduziram o conceito de energia escura que seria responsável pela expansão acelerada.

Uma forma de estudar e medir a taxa de expansão do Universo é através de supernovas do tipo Ia e da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Com essas observações, a energia escura ganhou ainda mais força porque conseguia explicar observações que outros modelos não explicavam. Por causa disso, a energia escura é associada com a constante cosmológica e é amplamente aceita na Cosmologia.

No entanto, físicos e astrônomos continuam propondo modelos alternativos para explicar a expansão de forma que não inclua energia escura. Pesquisadores da Nova Zelândia argumentam ter encontrado evidências de que a aceleração observada poderia ser explicada sem a necessidade de energia escura. Ela seria causada por efeitos dinâmicos associados à geometria do universo em escalas muito grandes.

Por que energia escura?

Quando o telescópio Hubble encontrou evidências de que o Universo estava se expandindo aceleradamente na década de 1990, astrônomos e físicos viram a necessidade de introduzir o conceito de energia escura. Ela teria um efeito oposto da gravidade e atuaria acelerando a expansão do Universo. Desde então, diversas observações e projetos visam calcular a taxa de expansão para comparar com modelos da energia escura.

Os modelos que incluem a energia escura ajudam a compreender a origem e a evolução do Universo apesar da natureza da energia escura ainda ser desconhecida.

As observações da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a distribuição de galáxias e a estrutura em larga escala do universo argumentam a favor do modelo da energia escura. Além disso, essas observações também indicam que 68% do Universo é composto por energia escura. Sua natureza exata é desconhecida mas modelos teóricos frequentemente associam a energia escura à constante cosmológica de Einstein.

Modelo Timescape

Outros modelos, que não consideram a energia escura, também foram propostos para explicar a expansão acelerada do Universo. Um desses modelos é chamado de modelo Timescape que diz que a aceleração observada pode ser resultado de variações na geometria do universo. Essas variações seriam causada por diferenças na distribuição de matéria em escalas cosmológicas.

As observações do Hubble na década de 90 mostrou que o Universo se expandia de forma acelerada e a partir daí veio o conceito de energia escura.
As observações do Hubble na década de 90 mostrou que o Universo se expandia de forma acelerada e a partir daí veio o conceito de energia escura. Crédito: NASA

A ideia diz que as nossas medidas podem mudar dependendo de como a matéria e a energia estão distribuídas no Universo. Galáxias em regiões com densidade alta experimentam o tempo de maneira diferente em relação a regiões menos densas. Isso explicaria a tensão de Hubble e o motivo da taxa de expansão do Universo ter valores diferentes dependendo da técnica.

Observações

Em novo artigo, pesquisadores da Universidade de Canterbury na Nova Zelândia argumentaram ter evidências a favor do modelo Timescape. Eles utilizaram dados da colaboração Pantheon+ onde conseguiram produzir um catálogo com 1535 observações de supernovas. Segundo eles, essas observações concordariam com o modelo Timescape e solucionar a tensão de Hubble.

Um dos grandes problemas em relação à esse modelo é a falta de observações que argumentam a favor dele. Diferente do modelo ΛCDM que possui diferentes observações que concordam com as predições, como supernovas e a radiação cósmica de fundo. Com o novo trabalho, o modelo Timescape pode ganhar mais força na comunidade científica.

Por que supernovas?

As supernovas, especialmente as do tipo Ia, são importantes quando se fala em observações e estudo da expansão do Universo. Isso porque elas são consideradas como faróis cósmicos já que a distância delas pode ser medida com precisão. As supernovas do tipo Ia têm uma luminosidade constante e bem estudada então calcular a distância com base na luminosidade é confiável.

Supernovas do tipo Ia são observadas em outras galáxias e ajudam a medir a distância das galáxias até nós.
Supernovas do tipo Ia são observadas em outras galáxias e ajudam a medir com precisão a distância das galáxias até nós. Crédito: NASA

As observações do telescópio Hubble na década de 90 que levou ao conceito de energia escura foram observações de supernovas distantes. Graças à comparação das distâncias foi possível concluir que a expansão é acelerada. Até hoje, esses objetos são observações importantes ao considerar um modelo que descreva a expansão do Universo.

Energia escura ou não?

No entanto, para o modelo Timescape ganhar força, novas observações serão necessárias para comparar com as previsões teóricas do modelo. Os pesquisadores do artigo afirmam que o satélite Euclid da Agência Espacial Europeia, conseguiria testar e distinguir o modelo atual do modelo Timescape. Isso necessitará de cerca de 1000 observações de supernovas em qualidade alta;

Referência da notícia

Lane et al. 2024 Cosmological foundations revisited with Pantheon+ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society