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Com tantos avanços espaciais que estamos presenciando nos últimos meses, surge a dúvida: seria preciso criar uma nova física para continuar explorando o universo?
Os astrônomos reforçaram ainda mais a confiança de que os telescópios Hubble e James Webb captaram com precisão a taxa de expansão do universo.
Isso deixa claro as diferenças entre as medidas feitas no universo próximo e as do universo primitivo. Ainda, sugere a possibilidade de uma nova física que espera para surgir.
A velocidade de expansão do universo é um dos principais tópicos na física moderna.
Monitorar de maneira precisa essa taxa de aceleração, conhecida como constante de Hubble, é crucial para calcular com precisão as distâncias em escalas cósmicas, embora tenha se mostrado um desafio formidável.
Via Flickr
Expansão do Universo
De modo geral, existem duas fórmulas que permitem medir a taxa de expansão do universo. Uma é chamada Cefeidas, que são estrelas com brilho variável, em intervalos bem definidos.
A outra é por meio da radiação cósmica de fundo, a luz remanescente do Big Bang. No entanto, ambas as medições produzem resultados discrepantes.
Os cientistas descrevem a expansão em termos da velocidade com que as galáxias se afastam umas das outras.
Essa velocidade é medida em km/s, enquanto as distâncias entre os objetos estão na escala de megaparsecs (Mpc, equivalente a 3.260.000 anos-luz). Assim, a unidade de medida da constante de Hubble é km/s/Mpc.
Tensão de Hubble
Quando a constante vem das Cefeidas, o resultado é de 73 km/s/Mpc, enquanto a abordagem da radiação cósmica de fundo resulta em 67,4 km/s/Mpc. Essa disparidade levou o nome de Tensão de Hubble.
Ao longo das décadas, os pesquisadores têm se empenhado em repetir as medições da taxa, incessantemente, buscando dados cada vez mais precisos e eliminando qualquer possibilidade de erro humano ou instrumental.
A cada nova observação, a confiança na precisão das medições aumenta, o que torna a resolução da Tensão de Hubble cada vez mais desafiadora.
Nova física
Em 2023, pesquisadores começaram a revisar a fórmula de Cefeidas, implementada pelo James Webb. Inicialmente, são as mesmas estrelas que o Hubble estudou.
O objetivo era comparar os conjuntos de dados de ambos os instrumentos para determinar se o Hubble cometeu algum erro – e a resposta foi negativa, não havia erro.
Isso indicou que o James Webb estava diminuindo as diferenças, mas ainda há uma lacuna na compreensão atual do universo.
Agora, essa mesma equipe de 2023 publicou um novo estudo, novamente comparando os dados de ambos os telescópios, e a confiança na ausência de erro aumentou ainda mais.
Via Nasa
Estudos
Os dois estudos foram conduzidos por Adam Riess, um físico da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, ganhador do Prêmio Nobel por sua co-descoberta da aceleração na expansão do universo.
Anteriormente, os astrônomos tinham conhecimento apenas da existência da expansão, mas com uma taxa considerada fixa e constante.
Para avaliar a confiabilidade de uma determinada medição, livre de erros humanos ou instrumentais, os cientistas geralmente recorrem a uma escala estatística chamada sigma. Essa classificação requer repetidas observações para garantir precisão.
Na astrofísica, o padrão de ouro para uma possível nova descoberta é de 5 sigma, indicando um alto nível de confiança.
Essa marca foi alcançada na pesquisa de 2023, e o novo estudo realizado pela equipe aumentou essa confiança para 8 sigma.
Isso representa um argumento significativo de que não há erros nas medições tanto do telescópio Hubble quanto do Webb.
O que isso significa?
A confirmação da diferença entre as medições de 73 km/s/Mpc e 67,4 km/s/Mpc sugere que a taxa de expansão do universo mudou desde os tempos mais primordiais, há bilhões de anos.
Por isso, é preciso entender se está faltando alguma coisa para conectar o início do universo com os dias atuais.
Embora isso possa parecer um dilema para a ciência, na realidade, esses resultados são animadores. Eles indicam que ainda existem descobertas sobre como o universo evoluiu desde a emissão das primeiras luzes após o Big Bang.
Assim, resta unir a nova física que temos, com as medidas cada vez mais precisas.
Se os astrônomos conseguirem desvendar esse enigma, talvez descubram uma física completamente nova para descrever o cosmos.
Com um pouco de “sorte”, essa nova física também poderia explicar outros enigmas, como a matéria escura e os objetos que evoluíram rapidamente e cedo demais, algo que o modelo atual não previu.
O novo artigo está disponível na revista The Astrophysical Journal Letters.
Fonte: Canaltech
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