Um enigma de bilhões de anos

Um dos mais notáveis sucessos da astrofísica no século passado foi sua descoberta que a idade do universo, como medida por suas estrelas mais antigas era aproximadamente a mesma que a idade estimada em uma maneira inteiramente diferente, desde a recessão das galáxias.

Ambas as medidas vieram surpreendentemente com longos períodos — bilhões de anos — fornecendo confirmação tranquilizadora que ambos estavam, provavelmente, no caminho certo. Mas os dois valores não eram idênticos e os cientistas muito rapidamente perceberam uma grande discrepância: as estrelas mais antigas eram mais velhas do que o próprio universo. Refinamentos para as medições e os modelos para resolver esta contradição estavam em andamento até 1998 quando a aceleração cósmica foi descoberta. Ela provou, em uma única varredura, que o universo era na verdade muito mais velho que tinha sido pensado e em particular era mais velho que as estrelas mais antigas.

Mas havia uma charada na descoberta: O movimento do universo é regido pela matéria, cuja gravidade tende a desacelerar a expansão, e por outra força que a acelerava.  Uma vez que a densidade média de matéria no universo constantemente cai com a ondulações do universo, com o tempo ele tem um valor cada vez menor. Curiosamente, hoje acontece que ele têm quase exatamente o mesmo valor (quando expressos nas mesmas unidades) como o parâmetro de aceleração. Por que? Também havia um segundo enigma: O tamanho teórico do parâmetro de aceleração pode ser quase qualquer coisa; com efeito, os cálculos de mecânica quântica sugerem que ele deve ser vastamente maior do que é. O porquê de quão pequeno ele é quando medimos é um mistério.

Astrônomos do CfA, Arturo Avelino e Bob Kirshner, acabam de publicar uma artigo chamando a atenção para mais uma enigma. O universo não se expande a uma taxa constante que era a combinação destes dois factores. Nos primeiros anos de 9 bilhões de evolução cósmica, a contração dominou e o universo diminuiu gradualmente a sua expansão. A importância relativa da aceleração cósmica cresce com o tempo, no entanto, nos últimos 5 bilhões de anos, a aceleração tem dominado e o universo tem acelerado a sua expansão. Curiosamente, porém, hoje o universo se parece da mesma forma que teria se sempre tivesse se expandindo continuamente a uma taxa constante (a taxa necessária para evitar a re-colapso final).

Embora pareça um pouco semelhante do enigma original, os autores descrevem porque este quebra-cabeça novo é realmente diferente: estamos vivendo uma época privilegiada; (aparentemente) os outros quebra-cabeças não têm esta implicação. As explicações para estes enigmas ainda não são conhecidas. Se existem alguns novos e espectíficos tipos de partículas elementares, os cientistas sugerem, elas poderiam fornecer a resposta, mas por enquanto a única coisa que é certa é que uma investigação mais observacional é necessária.

Saiba mais:

The Dimensionless Age of the Universe: a Riddle for Our Time," A. Avelino and R. Kirshner, ApJ 828, 35, 2016. adsabs.harvard.edu.ezp-prod1.hul.harvard.edu/abs/2016ApJ...828...35A