O Universo está realmente se expandindo a uma taxa de aceleração?

Há cinco anos, o Prêmio Nobel de Física foi concedido a três astrônomos, pela descoberta, no final dos anos 1990, de que o Universo está se expandindo a um ritmo acelerado.

As suas conclusões foram baseadas na análise de supernovas de tipo Ia - a espetacular explosão termonuclear de estrelas moribundas - captadas pelo telescópio espacial Hubble e grandes telescópios terrestres. Isso levou à aceitação generalizada da ideia de que o Universo é dominado por uma substância misteriosa chamada 'energia escura' que impulsiona essa expansão acelerada.

Agora, uma equipe de cientistas liderados pelo professor Subir Sarkar, do Departamento de Física da Universidade de Oxford lançou dúvidas sobre este conceito cosmológico padrão. Fazendo uso de um conjunto muito maior de dados - um catálogo de 740 supernovas de tipo Ia, mais de dez vezes o tamanho original da amostra - os pesquisadores descobriram que a evidência para a aceleração pode ser mais frágil do que se pensava, com os dados sendo consistentes com uma constante de taxa de expansão.

O estudo está publicado nos relatórios científicos da revista Nature.

O professor Sarkar, que também detém uma posição no Instituto Niels Bohr, em Copenhague, disse: "A descoberta da expansão acelerada do Universo ganhou o Prêmio Nobel, o Prêmio Gruber de Cosmologia e o Prêmio Breakthrough em Física Fundamental. Isso levou à aceitação generalizada da ideia de que o Universo é dominado pela "energia escura" que se comporta como uma constante cosmológica - este é agora o "modelo padrão" da cosmologia.

"No entanto, existe agora um banco muito maior de dados de supernovas no qual executam análises estatísticas rigorosas e detalhadas. Foi analisado o mais recente catálogo de 740 supernovas de tipo Ia - mais de dez vezes maior do que as amostras originais em que a descoberta foi baseado - e descobriu que a evidência para a expansão acelerada é, no máximo, o que os físicos chamam de "3 sigma". Isto é muito aquém do padrão "5 sigma" necessário para reivindicar uma descoberta de importância fundamental.

"Um exemplo análogo, neste contexto, seria a recente sugestão para uma nova partícula que pesa 750 GeV com base em dados do Large Hadron Collider do CERN. Ela inicialmente tinha uma maior importância - 3,9 e 3,4 sigma, em dezembro do ano passado - e estimulou mais de 500 trabalhos teóricos. No entanto, foi anunciado em agosto que novos dados mostram que o significado caiu para menos de 1 sigma. Foi apenas uma flutuação estatística, e não existe essa partícula.

Há outros dados disponíveis, que parecem apoiar a ideia de um Universo em aceleração, tais como informações sobre a radiação cósmica de fundo - o brilho fraco do Big Bang - a partir do satélite Planck. No entanto, o professor Sarkar disse: "Todos esses testes são indiretos, realizadas no âmbito de um modelo assumido, e a radiação cósmica de fundo não é diretamente afetada pela energia escura. Na verdade, há de fato um efeito sutil, o efeito final integrado de Sachs-Wolfe, mas isso não foi convincentemente detectado.

"Por isso, é bem possível que nós estamos sendo enganados e que a aparente manifestação da energia escura é uma consequência da análise dos dados em um modelo teórico simplista - que foi de fato construído na década de 1930, muito antes de existirem quaisquer dados reais. A estrutura teórica mais sofisticada representando a observação de que o Universo não é exatamente homogêneo e que o seu teor de matéria não pode se comportar como um gás ideal - dois pressupostos fundamentais da cosmologia padrão - pode muito bem ser capaz de explicar todas as observações sem a necessidade de energia escura. Na verdade, a energia do vácuo é algo do qual não temos absolutamente nenhum entendimento em teoria fundamental."

Professor Sarkar acrescentou: "Naturalmente, muito trabalho será necessário para convencer a comunidade de física, mas o nosso trabalho serve para demonstrar que um dos principais pilares do modelo cosmológico padrão é bastante instável. Esperemos que isto motive melhores análises de dados cosmológicos, bem como inspire os teóricos para investigar modelos cosmológicos mais matizados. Progressos significativos serão feitos quando o European Extremely Large Telescope fizer observações com um "pente laser" ultra-sensível que irá trabalhar durante um período de dez a 15 anos e tentar descobrir se a taxa de expansão está de fato se acelerando. "

Traduzido e adaptado de Phys