A energia escura é uma daquelas componentes da cosmologia que continuam longe de estar totalmente compreendidas. Não a conseguimos observar de forma directa, mas os seus efeitos no Universo são bem conhecidos - sobretudo a forma como parece estar a fazer com que a expansão do Universo acelere ao longo do tempo.
Energia escura e a aceleração da expansão do Universo: uma história em reavaliação
Nos últimos tempos, porém, alguns físicos começaram a questionar até esse enredo “clássico”. Há resultados que sugerem que a expansão não está a ocorrer exactamente ao ritmo que as contas preveem. Em termos práticos, isso abriria a porta à hipótese de a energia escura estar a variar com o tempo - o que teria consequências profundas para a expansão do Universo e para a física cosmológica em geral.
O debate ganhou novo fôlego quando o Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) divulgou o seu segundo grande conjunto de medições, conhecido no jargão astronómico como DR2.
O que o DESI DR2 está a pôr em causa face ao Fundo Cósmico de Micro-ondas (CMB)
Vários trabalhos anteriores identificaram uma discrepância entre os novos mapas de galáxias do DESI e o Fundo Cósmico de Micro-ondas (CMB) - a radiação remanescente do Big Bang. Uma explicação possível para essa incompatibilidade é a de que a energia escura esteja a “evoluir”, tornando-se mais forte ou mais fraca ao longo de milhares de milhões de anos.
Mas, segundo o Dr. Slava Turyshev, convém não tirar conclusões precipitadas. Afirma que alegações extraordinárias exigem provas extraordinárias - e que existe pelo menos uma fonte de erro muito plausível capaz de explicar a diferença entre o DESI DR2 e o CMB sem necessidade de invocar uma energia escura variável.
Supernovas: um desvio de 0,02 magnitudes pode ser suficiente
Um dos pontos mais sensíveis está nas supernovas, frequentemente usadas como referência para medir distâncias a escalas cosmológicas. Para esse método funcionar, é essencial determinar com grande exactidão o brilho intrínseco desses eventos.
De acordo com o Dr. Turyshev, se as medições das supernovas estiverem enviesadas - mesmo que apenas por 0,02 magnitudes - isso já poderia ser suficiente para produzir a divergência observada entre os resultados do DESI e as expectativas ancoradas no CMB.
O problema, acrescenta, é que nem todos os astrofísicos estão convencidos de que o conjunto actual de telescópios e calibrações seja capaz de garantir esse nível de precisão de forma uniforme, sobretudo quando se juntam dados de instrumentos, épocas e estratégias de observação diferentes.
Além disso, há um aspecto frequentemente subestimado: pequenas discrepâncias fotométricas não ficam confinadas a um único ponto do processo. Quando essas incertezas entram em cadeias de análise (calibração, padronização, correcções por poeira, selecção de amostras), podem propagar-se e amplificar tensões que, à primeira vista, parecem exigir nova física.
O “horizonte sonoro” e as Oscilações Acústicas dos Bariões (BAO) como régua cósmica
Outra fonte de incerteza prende-se com a chamada “régua cósmica” utilizada nestas análises. O conceito é o horizonte sonoro - a distância que uma concentração de matéria teria percorrido a partir do seu ponto inicial, no Universo primordial, a uma velocidade muito específica: a velocidade do som no plasma quente que preenchia o Universo jovem.
Essas ondulações, designadas Oscilações Acústicas dos Bariões (BAO), persistiram durante cerca de 380 000 anos e cessaram quando o Universo arrefeceu o suficiente para permitir a formação dos primeiros átomos, “congelando” efectivamente esse padrão no espaço.
Mais tarde, os cosmólogos usam essa distância característica como uma régua para inferir distâncias a objectos distribuídos por todo o Universo. No entanto, por ser uma medição indirecta, quaisquer pequenos erros instrumentais ou de modelação ao estimar essa escala podem introduzir vieses que se reflectem em inferências posteriores.
O diagnóstico de Alcock–Paczynski (AP) como alternativa ao horizonte sonoro
Para contornar parte dessas fragilidades, o Dr. Turyshev propõe recorrer a um artifício matemático conhecido como diagnóstico de Alcock–Paczynski (AP). Em vez de se apoiar explicitamente no horizonte sonoro, esta abordagem utiliza a forma geométrica inferida do Universo como teste, reduzindo a dependência de medições “nebulosas” ligadas a um instante específico do passado remoto.
A ideia é simples no essencial: se, após aplicar verificações deste tipo (e outras correcções sistemáticas), a energia escura continuar a aparentar flutuações, então passa a ser mais razoável explorar explicações físicas para esse comportamento - porque a margem para “bagunça” nos dados terá sido mais bem controlada.
Se a energia escura variar mesmo: LTIT e “Phantom Crossing”
Se, ainda assim, os sinais de variação persistirem, o Dr. Turyshev aponta possíveis caminhos teóricos. Um deles é um modelo que introduziu, chamado Late-Transition Interacting Thawer (LTIT). Neste enquadramento, a energia escura poderia “descongelar” (ou começar a actuar de forma diferente) após um certo tempo desde o início do Universo, passando gradualmente a interagir cada vez mais - fenómeno que observaríamos como a aceleração da expansão do Universo.
Outra hipótese em cima da mesa é a chamada “Phantom Crossing”, em que a energia escura poderia tornar-se extremamente intensa numa fase, transitando para um regime conhecido como energia “fantasma”.
O problema, sublinha o autor, é que se este cenário se confirmar, poderá ser necessário um conjunto inteiramente novo de princípios físicos para o explicar, uma vez que não se encaixa no modelo padrão.
Próximos dados: Euclid, DESI e o que ainda falta esclarecer sobre a energia escura
Apesar de todas estas possibilidades, o ponto central mantém-se: a comunidade ainda está a recolher evidências sobre a energia escura e os seus mistérios. A boa notícia é que mais dados estão a caminho - e parte deles já começou a chegar.
A missão Euclid, outra sonda cosmológica, divulgou recentemente o seu primeiro conjunto de dados, e já há equipas a analisá-lo com o objectivo de lançar mais luz sobre esta componente escura do Universo.
Entretanto, o DESI continua a observar e a preparar a sua terceira disponibilização de dados, que deverá incluir resultados dos primeiros três anos do levantamento principal, com expectativa de publicação ainda durante este ano.
Este trabalho de investigação encontra-se disponível como preprint no arXiv.
Este artigo foi publicado originalmente no portal “Universo Hoje”. Pode ler a versão original.
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