Parece que o telescópio James Webb deixou os cientistas intrigados mais uma vez, e agora com a compreensão do Universo. Observando a lente gravitacional formada por uma supernova distante, os astrônomos notaram que a taxa de expansão do universo permanece misteriosamente indefinida.
Para entender isso, é importante lembrar o início de tudo. O universo surgiu há 13,8 bilhões de anos, com a expansão súbita do Big Bang, que aconteceu em uma fração de segundo.
No entanto, logo depois, a gravidade começou a desacelerar esse processo. Cerca de nove bilhões de anos depois, a expansão do universo voltou a acelerar, desta vez impulsionada pela energia escura.
O problema é que, dependendo da região do universo analisada, os cientistas observam taxas de expansão distintas. Essa discrepância é conhecida como a Tensão de Hubble.
Por outro lado, as medições feitas no universo primordial (e distante) sugerem que a taxa de expansão, chamada de Constante de Hubble, está mais alinhada com os modelos atuais.
Existem diversas maneiras de calcular a constante de Hubble. Um dos métodos envolve as pequenas variações na radiação cósmica de fundo, uma espécie de “luz fóssil” deixada pelas primeiras emissões de luz após o Big Bang.
Esse método indica que a taxa de expansão é de 67 quilômetros por segundo por megaparsec, observada em PLCK G165.7+67.0, o que está de acordo com as previsões do Modelo Padrão da Cosmologia.
A taxa de expansão do universo
A má notícia é que outro método, que mede distâncias menores com base nas estrelas Cefeidas, aponta uma taxa de 73,2 km/s/Mpc. Embora a diferença pareça pequena, ela é significativa o suficiente para contrariar as previsões do Modelo Padrão.
O novo estudo, no entanto, mostra que o enigma da taxa de expansão persiste. O telescópio James Webb observou o aglomerado de galáxias PLCK G165.7+67.0, localizado a 3,6 bilhões de anos-luz, e identificou três pontos luminosos que vieram de uma única supernova.
Esses três “aparecimentos” ocorreram porque a luz da supernova foi distorcida e ampliada por uma lente gravitacional.
Analisando os atrasos entre os pontos luminosos e combinando essas informações com a distância da supernova em modelos de lentes gravitacionais, os pesquisadores calcularam um valor para a constante de Hubble de 75,4 km/s/Mpc, com uma margem de mais 8,1 ou menos 5,5.
Os resultados são impressionantes: a constante de Hubble que encontraram está em concordância com outras medições do universo local. Mas, de certa forma, em desacordo com os valores obtidos para o universo jovem, comentou Brena Frye, coautora do estudo.
Os artigos detalhando a descoberta foram publicados na revista The Astrophysical Journal e no repositório arXiv.
Compreensão do Universo
Essas novas descobertas sobre a taxa de expansão, especialmente os resultados do telescópio James Webb, levantam questões importantes que podem mudar nossa compreensão do Universo.
A diferença na medição da constante de Hubble — entre o universo local e o universo primordial — desafia os fundamentos do Modelo Padrão da Cosmologia, que tem sido a base para entender a estrutura e evolução do cosmos.
A energia escura, que impulsiona a expansão acelerada do universo, é uma das maiores incógnitas da cosmologia.
A nova medição, que contradiz as previsões do Modelo Padrão, sugere que nossa compreensão da energia escura pode estar incompleta ou incorreta, levando a possíveis ajustes nos modelos teóricos.
Além disso, o Modelo Padrão prevê uma taxa de expansão específica com base nas propriedades observadas do universo logo após o Big Bang. Se as medições da constante de Hubble em diferentes épocas não coincidirem, isso pode indicar a necessidade de revisar esse modelo, ou adicionar novas forças ou partículas que influenciam a expansão cósmica.
Enquanto isso, a diferença entre as taxas de expansão pode sugerir a existência de fenômenos desconhecidos. Por exemplo, novas formas de energia ou matéria, ou até mesmo mudanças nas leis fundamentais da física ao longo do tempo ou em diferentes regiões do universo.
E se os métodos de medição de diferentes partes do universo estiverem produzindo resultados discrepantes, isso também pode apontar para falhas ou limitações nas técnicas usadas para calcular a constante de Hubble.
Isso estimularia o desenvolvimento de novos métodos ou a revisão das técnicas existentes.
Por isso, essa descoberta se tornou tão impactante quanto à nossa compreensão do Universo, em termos físicos, práticos e filosóficos também.
Fonte: Canaltech