Energia escura: Dr. Slava Turyshev questiona o DESI DR2 e a expansão do Universo

A energia escura é um daqueles elementos da cosmologia que ainda estamos a decifrar. Apesar de não conseguirmos observá-la diretamente, é possível notar os seus efeitos no Universo - sobretudo por estar associada ao facto de a expansão cósmica estar a acelerar.

Nos últimos tempos, porém, alguns físicos passaram a colocar essa história sob suspeita, citando resultados que indicam que a expansão pode não estar a ocorrer exatamente ao ritmo que os cálculos preveem. Em termos práticos, isso levantaria a possibilidade de a energia escura estar a mudar com o tempo - algo que teria consequências enormes para a expansão do Universo e para a física cosmológica como um todo.

O que os dados do DESI DR2 colocaram em xeque

A discussão ganhou força depois que o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) divulgou o seu segundo lote de dados, conhecido no jargão da astronomia como DR2.

Trabalhos anteriores já tinham apontado 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 esse desencontro é que a energia escura esteja a “evoluir” - tornando-se mais intensa ou mais fraca ao longo de milhares de milhões de anos.

Onde podem estar os erros: supernovas e a “régua cósmica”

O Dr. Slava Turyshev - também conhecido por ser o defensor mais vocal da missão Solar Gravitational Lens - propõe uma alternativa: o problema pode estar menos numa mudança real da energia escura e mais em dados “barulhentos”, contaminados por imprecisões na forma como medimos certos marcadores cosmológicos, como as supernovas.

Segundo ele, convém ter calma: alegações extraordinárias exigem evidências extraordinárias, e existe uma fonte de erro bastante plausível que, por si só, poderia explicar a diferença entre o DESI DR2 e o CMB.

Se as nossas medições de supernovas estiverem ligeiramente enviesadas - mesmo que apenas por 0.02 magnitudes - isso já poderia ser suficiente para produzir a discrepância.

Como as supernovas são usadas com frequência para estimar distâncias em escalas cosmológicas, acertar com precisão o seu brilho é essencial para inferir distâncias corretamente. E o Dr. Turyshev, tal como muitos outros astrofísicos, não está convencido de que o conjunto atual de telescópios consiga entregar esse nível de exatidão de forma robusta.

Outra origem possível do erro está na “régua cósmica” utilizada nesse tipo de análise. Chamada de “horizonte sonoro” (um nome que até serviria bem para uma banda de metal), ela representa a distância que um aglomerado de matéria se afastaria do seu ponto inicial no Universo, mas a uma velocidade muito específica: a velocidade do som no plasma quente que dominava o Universo primordial.

Essas ondas - conhecidas como Oscilações Acústicas de Bárions (BAO) - persistiram por cerca de 380,000 anos, até serem interrompidas quando o Universo arrefeceu o suficiente para que os primeiros átomos se formassem, o que, na prática, “congelou” esse padrão no espaço.

A partir daí, essa distância passa a ser tratada como uma régua para estimar distâncias a outros objetos espalhados pelo cosmos. No entanto, por também depender de medições, pequenas imprecisões nos instrumentos usados para determinar essa escala podem propagar erros para as etapas seguintes.

Para contornar o problema, o Dr. Turyshev sugere recorrer a um artifício matemático conhecido como diagnóstico de Alcock-Paczynski (AP). Em vez de depender do horizonte sonoro, a técnica trabalha com uma forma calculada do Universo que não fica refém de medições “imprecisas” de um ponto específico da história inicial do cosmos.

Se a energia escura ainda variar: LTIT e “Phantom Crossing”

Caso, depois dessas verificações, a energia escura continue a parecer instável, o Dr. Turyshev aponta algumas hipóteses para explicar o fenómeno.

Uma delas é um modelo novo, que ele chamou de Late-Transition Interacting Thawer (LTIT). Nele, a energia escura poderia “descongelar” após certo tempo desde o início do Universo e, gradualmente, passaria a interagir cada vez mais - algo que, na nossa observação, se manifestaria como a expansão do Universo.

Há ainda outra possibilidade, conhecida como “Phantom Crossing”, em que a energia escura poderia tornar-se extremamente poderosa em algum momento e mudar para o que se chama de energia “fantasma”.

Mas, se esse cenário estiver correto, afirma o Dr. Turyshev, será necessário um conjunto totalmente novo de física para o explicar, pois a ideia não encaixa de forma alguma no modelo padrão.

Mais dados a caminho: Euclid, DESI DR3 e o arXiv

No fim das contas, ainda estamos a reunir mais evidências sobre a energia escura e os mistérios que a rodeiam. A boa notícia é que mais dados estão a caminho - e parte deles já foi disponibilizada.

O Euclid, outra sonda cosmológica, divulgou recentemente o seu primeiro conjunto de dados, e astrofísicos já estão a analisá-lo em detalhe, na esperança de lançar mais luz sobre essa força escura no Universo.

E ainda há muito por descobrir: o DESI continua a recolher dados para a sua terceira divulgação, que deverá incluir informações dos primeiros três anos do levantamento principal, idealmente mais para o fim deste ano.

Esta pesquisa está disponível como uma pré-publicação no arXiv.

Este artigo foi originalmente publicado pelo Universe Today. Leia o artigo original.