A taxa de expansão do Universo apresentou aos astrónomos um mistério intrigante: está a crescer hoje mais rapidamente do que o esperado com base na sua infância cósmica. Agora, o Telescópio Espacial James Webb forneceu novas evidências convincentes de que esta disparidade não se deve a erros de medição, mas pode, em vez disso, apontar para uma física ainda não descoberta que poderá remodelar a nossa compreensão do cosmos.
Publicado em O Jornal Astrofísico | Tempo estimado de leitura: 5 minutos
“A discrepância entre a taxa de expansão observada do Universo e as previsões do modelo padrão sugere que a nossa compreensão do Universo pode estar incompleta”, afirma o Prémio Nobel Adam Riess, Distinguished Professor da Bloomberg e Thomas J. Barber Professor de Física e Astronomia na Universidade Johns Hopkins, que liderou a pesquisa. “Com dois telescópios emblemáticos da NASA confirmando agora as descobertas um do outro, devemos levar este problema (da tensão de Hubble) muito a sério – é um desafio, mas também uma oportunidade incrível para aprender mais sobre o nosso universo.”
Este enigma cósmico, conhecido como tensão de Hubble, emerge de uma incompatibilidade persistente entre duas formas de medir a taxa de expansão do Universo. As observações do universo atual produzem consistentemente valores mais elevados em comparação com as previsões baseadas nas condições iniciais do universo. A diferença pode parecer pequena – apenas 5-6 quilómetros por segundo por megaparsec – mas é demasiado grande para ser descartada como um mero erro de medição.
Usando a visão infravermelha sem precedentes de Webb, a equipe de Riess analisou distâncias até galáxias que anteriormente hospedavam supernovas, empregando três métodos de medição distintos. Os resultados alinharam-se notavelmente bem com medições anteriores do Telescópio Espacial Hubble, descartando efetivamente o erro do telescópio como a fonte da tensão. Como observa Siyang Li, estudante de graduação da Johns Hopkins: “Os dados do Webb são como olhar para o universo em alta definição pela primeira vez e realmente melhoram a relação sinal-ruído das medições”.
As implicações desta descoberta vão muito além de meros números. Embora a taxa de expansão, conhecida como constante de Hubble, não afecte a nossa vida quotidiana nem mesmo o nosso sistema photo voltaic, ela serve como uma chave essential para a compreensão da estrutura e evolução do Universo desde o Huge Bang, há cerca de 13-14 mil milhões de anos. A tensão persistente entre as medições pode apontar para peças que faltam na nossa compreensão cósmica, como formas de matéria ou energia até então desconhecidas que influenciaram a expansão inicial do Universo.
Glossário
- Tensão Hubble: A discrepância inexplicável entre os diferentes métodos de medição da taxa de expansão do universo, sugerindo potenciais lacunas na nossa compreensão da física cósmica.
- Megaparsec: Uma vasta unidade de distância astronômica igual a 3,26 milhões de anos-luz, sendo um ano-luz a distância que a luz percorre em um ano (9,4 trilhões de quilômetros).
- Modelo padrão de cosmologia: A estrutura amplamente aceita que explica como o universo funciona, calibrada usando dados da radiação cósmica de fundo em micro-ondas.
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Qual é a principal diferença entre as taxas de expansão previstas e observadas do universo?
Embora o modelo padrão preveja 67-68 quilômetros por segundo por megaparsec, as observações mostram 70-76, com uma média de 73 km/s/Mpc.
Por que a confirmação das medições do Hubble pelo telescópio Webb é significativa?
Isto exclui o erro de medição do telescópio como a fonte da tensão do Hubble, sugerindo que a discrepância pode ser devida a uma física desconhecida.
Que métodos os pesquisadores usaram para verificar suas medições?
Eles usaram três métodos diferentes para medir distâncias, incluindo análise de variáveis Cefeidas, estrelas ricas em carbono e as gigantes vermelhas mais brilhantes nas mesmas galáxias.
Como a tensão de Hubble poderia ser resolvida de acordo com as propostas teóricas atuais?
As explicações potenciais incluem energia escura inicial, partículas exóticas, mudança na massa dos elétrons, campos magnéticos primordiais ou propriedades incomuns da matéria escura que afetam a expansão inicial do universo.
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