💥 Descoberta importante para o futuro do Universo: sua expansão é questionada

Durante quase três décadas, os astrônomos interpretaram o brilho fraco de certas estrelas explosivas distantes como um sinal de uma fuga para frente do Universo. Uma aceleração inexorável, atribuída a uma energia escura onipresente. Uma equipe de pesquisadores propõe hoje uma interpretação radicalmente diferente desses sinais luminosos. Sua análise sugere que esses faróis cósmicos, um tipo especial de supernovas, podem ter nos enganado sobre o destino do Universo.

Esta contestação baseia-se numa reavaliação minuciosa dos dados que fundamentaram o modelo cosmológico padrão. As supernovas do tipo Ia, usadas como "velas padrão" para medir distâncias intergalácticas, não seriam tão confiáveis quanto se pensava. Sua luminosidade intrínseca parece correlacionada com a idade das estrelas progenitoras, uma variável até então negligenciada. Esta descoberta abre caminho para uma revisão profunda da nossa compreensão da dinâmica cósmica e da própria natureza da energia escura.

Um defeito fundamental em nossos instrumentos de medição

A principal ferramenta para mapear a expansão do Universo baseia-se na observação das supernovas do tipo Ia. O postulado básico quer que seu pico de luminosidade seja constante, o que as torna marcos de distância ideais. Comparando sua luminosidade aparente com sua luminosidade real suposta, os astrônomos deduzem seu afastamento. Este princípio levou à conclusão de que as supernovas distantes eram mais fracas do que o esperado, assinando uma expansão acelerada. Esta foi a primeira prova indireta da existência de uma energia escura contrabalançando o efeito da gravidade.

No entanto, esta hipótese de uma luminosidade uniforme é hoje contestada. O estudo publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society demonstra que a luminosidade padronizada dessas supernovas é sistematicamente influenciada pela idade da galáxia hospedeira. As supernovas provenientes de populações estelares jovens aparecem mais fracas do que aquelas provenientes de estrelas mais antigas. Esta correlação, estabelecida com um alto nível de confiança estatística (mais de 99,99%), introduz um viés importante na interpretação das observações.

Com efeito, ao olhar longe no Universo, olha-se também necessariamente para o passado, numa época em que as estrelas eram em média mais jovens. O simples efeito da evolução estelar pode portanto criar a ilusão de um Universo em aceleração, sem que uma energia escura seja necessária para explicá-lo. Esta descoberta lança uma dúvida séria sobre a solidez das provas observacionais que valeram o prêmio Nobel de física em 2011.

As implicações de um universo em desaceleração

A correção deste viés de idade modifica profundamente a leitura da história da expansão cósmica. Os dados recalculados pela equipe da universidade Yonsei não sustentam mais o cenário de uma aceleração presente. Ao contrário, eles indicam que o Universo já teria entrado numa fase de desaceleração. Esta transição marcaria uma virada cosmológica, indicando que a dominação da energia escura poderia ser apenas temporária.

Esta perspectiva é reforçada por resultados independentes, como os do instrumento DESI, que também apontaram para uma possível evolução da energia escura. A convergência desses indícios pinta o retrato de uma força não constante, mas dinâmica. Se a energia escura se enfraquece ao longo do tempo, sua luta contra a gravidade poderia conhecer uma reversão. A contração generalizada se tornaria então um cenário plausível para o futuro distante.

As consequências são consideráveis para a cosmologia teórica. O modelo ΛCDM, pilar da cosmologia moderna, que descreve um Universo com uma constante cosmológica fixa, deveria ser revisado. Esta contestação abre caminho para outros modelos, onde a energia escura é um campo escalar dinâmico. O destino do Universo, seja "Big Freeze" ou "Big Crunch", está portanto a ser reconsiderado inteiramente, tornando esta questão um dos grandes desafios da pesquisa para os próximos anos.

Para ir mais longe: O que é uma supernova do tipo Ia?

Uma supernova do tipo Ia é a explosão termonuclear cataclísmica de uma anã branca num sistema binário. Este cadáver estelar acumula matéria arrancada de uma estrela companheira. Quando atinge uma massa crítica, a pressão e a temperatura em seu núcleo desencadeiam uma reação de fusão incontrolável. A estrela é completamente desfeita.


A particularidade desses eventos reside em seu mecanismo desencadeador. A massa crítica é sempre a mesma. Isso produz uma explosão cuja energia é também sempre a mesma. Esta regularidade as torna ferramentas preciosas para os astrônomos, servindo de padrões de luminosidade para sondar o Universo.

No entanto, novos estudos sugerem que o ambiente e a idade da estrela progenitora influenciam a quantidade de níquel radioativo sintetizado. Este níquel é a fonte principal da luz. Ligeiras variações na sua produção poderiam explicar as diferenças de luminosidade observadas, questionando seu status de padrão perfeito.

O que é o "Big Crunch"?

O "Big Crunch" é um cenário teórico para o fim do Universo. Ele supõe que a expansão cósmica acabará por parar, e depois se inverter sob o efeito dominante da gravidade. Toda a matéria e energia começariam então a se aproximar, conduzindo a uma contração generalizada.

Esta fase de contração seria o espelho temporal do Big Bang. O Universo se tornaria cada vez mais quente e denso. As galáxias acabariam por colidir, e as estruturas se dissolveriam num banho de radiação cada vez mais energético. O destino último seria um estado de densidade e temperatura infinitas.

Este cenário só é concebível se a densidade total do Universo ultrapassar um valor crítico. Ele requer também que a energia escura, que age como uma força de repulsão, não seja constante. Se ela se enfraquece ou se torna atrativa, a gravidade poderia prevalecer, tornando o "Big Crunch" novamente possível.

O que é o modelo ΛCDM?

O modelo ΛCDM é o quadro teórico padrão em cosmologia. Ele descreve um Universo composto principalmente de energia escura, simbolizada pela constante cosmológica Λ, e matéria escura fria. A matéria ordinária, aquela que constitui as estrelas e os planetas, representa apenas uma ínfima fração.


Este modelo baseia-se na teoria da Relatividade Geral de Einstein. Ele conheceu um sucesso notável para explicar uma vasta gama de observações. Ele prevê com precisão o fundo cósmico de micro-ondas, a formação das grandes estruturas e a abundância dos elementos leves formados após o Big Bang.

No entanto, tensões observacionais aparecem. O valor da constante de Hubble medida localmente difere daquela deduzida do fundo cósmico de micro-ondas. A possível evolução da energia escura, sugerida por estudos recentes, poderia necessitar de uma extensão ou modificação deste modelo fundador.