O Universo está passando por uma expansão acelerada. Para medir essa ampliação, os astrônomos usam diversos métodos, sempre em busca da constante de Hubble, um resultado matemático capaz de indicar a taxa desse crescimento.
Porém, há um grande problema. Os principais métodos para medi-la discordam profundamente entre si. Essa dissonância entre os resultados gera um grande debate na comunidade astronômica conhecido como saga da tensão Hubble, que desafia tudo o que se sabe sobre o Universo e seu funcionamento.
Formas de se medir a expansão do cosmos
As duas principais abordagens para calcular a taxa de dilatação do espaço sideral são as seguintes:
- É possível medir por meio da radiação cósmica de fundo (CMB), ou seja, captar a luz remanescente do início do Universo, surgida cerca de 400 mil anos depois do Big Bang.
- De outra forma, pode ser feita uma medição da distância entre várias galaxias e da rapidez com que parecem se afastar da Terra por meio do aumento do espaço entre elas.
O primeiro método fornece um resultado de 67,4 quilômetros por segundo por megaparsec. Esta última unidade de medida é um pouco incomum. Ela significa que se duas galáxias estão separadas por 3,26 milhões de anos-luz, valor de um megaparsec, a expansão do Universo faz com que pareçam estar se afastando em uma velocidade de 67,4 km/s.
Ao se usar o outro método, o valor resultante é de 72,8 quilômetros por segundo por megaparsec. Os dois valores não estão distantes, mas sua diferença intriga os cientistas.
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Novo telescópio, antigos dilemas
As observações do Telescópio Espacial Hubble foram fundamentais para o desenvolvimento do debate. Agora, os astrônomos têm usado seu sucessor, o Telescópio Espacial James Webb (JWST), para captar novos dados.
A equipe, liderada pelo prêmio Nobel Adam Riess, utilizou a maior amostra de dados do JWST para estimar melhor a constante de Hubble. Porém, mais uma vez, descobriu que a tensão permanece.
“As medições do JWST fornecem os mesmos resultados que o telescópio Hubble para os mesmos objetos, o que fortalece o caso da tensão porque exclui a hipótese que ela foi causada por uma falha nas medições do telescópio Hubble”, disse o professor Riess ao site IFLScience.
Os dados do JWST revelaram uma taxa de expansão de 72,6 quilômetros por segundo por megaparsec. É um resultado muito próximo do 72,8 km/s por megaparsec medido anteriormente.
Um trabalho realizado pela equipe da professora Wendy Freedman, da Universidade de Chicago, utilizou também uma amostra de dados do JWST para estimar a taxa de expansão. Dessa vez, o resultado encontrado foi um valor entre os dados do Hubble e os da medição da radiação cósmica de fundo.
Isso não é o fim da discussão, mas deu esperança aos pesquisadores de que talvez a solução esteja realmente no meio. Com os novos resultados, há a hipótese de que esteja acontecendo algo conhecido como variância amostral.
O erro está no telescópio ou no modelo de Universo?
“Aqui está uma analogia útil: você está tentando medir a velocidade do tráfego em uma rodovia. Você usa um radar para medir vários carros e obter uma média. Outra pessoa usa um radar diferente. Quando medem os mesmos carros, eles obtêm a mesma média. Foi o que aconteceu com o JWST e o Hubble”, explica o professor Riess.
No mesmo exemplo, se os dois radares medirem a velocidade de um conjunto diferente de carros e ambas as amostras forem pequenas, haverá diferenças. A resposta, segundo Riess, está em medir uma amostra maior ou comparar os mesmo carros para verificar se a falha não está nos radares.
Os dados do JWST por si só têm grandes incertezas e, embora o acordo com os dados do Hubble fortaleça o caso, mais amostras terão de ser recolhidas de galáxias ainda mais distantes para fortalecer a afirmação.
É possível que uma ou ambas as abordagens não estejam estimando corretamente a sua incerteza e a resposta esteja no meio. Há a possibilidade também de que a teoria atual do Universo precise de alteração.
“A discrepância entre a taxa de expansão observada do Universo e as previsões do modelo padrão sugere que a nossa compreensão do cosmos pode estar incompleta. Com dois grandes telescópios da NASA confirmando as descobertas um do outro, devemos levar este problema muito a sério – é um desafio, mas também uma oportunidade incrível para aprender mais sobre o nosso Universo”, explicou o professor Riess num comunicado.
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