Apenas quando pensamos que compreendemos muito bem o Universo, alguns astrônomos aparecem para reverter tudo. Nesse caso, algo essencial para tudo o que sabemos e vemos foi revertido: a taxa de expansão do próprio Universo, também conhecida como Constante de Hubble.
Uma equipe de astrônomos que usam o telescópio Hubble determinou que a taxa de expansão é entre cinco e nove por cento mais rápida que a medida anteriormente. A constante Hubble não é uma curiosidade que pode ser arquivada até os próximos avanços na medição. É parte integrante da própria natureza de tudo que existe.
"Essa descoberta surpreendente pode ser uma pista importante para entender as partes misteriosas do universo que compõem 95% de tudo e não emitem luz, como energia escura, matéria escura e radiação escura", disse o líder do estudo e o Prêmio Nobel. Adam Riess, do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial e da Universidade Johns Hopkins, ambos em Baltimore, Maryland.
Mas antes de entrarmos nas consequências deste estudo, vamos voltar um pouco e ver como a Constante de Hubble é medida.
Medir a taxa de expansão do Universo é um negócio complicado. Usando a imagem na parte superior, funciona assim:
- Dentro da Via Láctea, o telescópio Hubble é usado para medir a distância das variáveis cefeidas, um tipo de estrela pulsante. O paralaxe é usado para fazer isso e o paralaxe é uma ferramenta básica da geometria, que também é usada no levantamento. Os astrônomos sabem qual é o verdadeiro brilho das Cefeidas, comparando isso com o aparente brilho da Terra, fornece uma medida precisa da distância entre a estrela e nós. Sua taxa de pulsação também ajusta o cálculo da distância. Variáveis cefeidas são algumas vezes chamadas de "medidas cósmicas" por esse motivo.
- Então os astrônomos voltam seus olhos para outras galáxias próximas que contêm não apenas variáveis cefeidas, mas também a supernova tipo 1a, outro tipo bem conhecido de estrela. Essas supernovas, que obviamente são estrelas explosivas, são outro parâmetro confiável para os astrônomos. A distância para essas galáxias é obtida usando as Cefeidas para medir o verdadeiro brilho das supernovas.
- Em seguida, os astrônomos apontam o Hubble para galáxias ainda mais distantes. Esses são tão distantes que nenhuma cefeida nessas galáxias pode ser vista. Mas as supernovas do tipo 1a são tão brilhantes que podem ser vistas, mesmo nessas distâncias enormes. Então, os astrônomos comparam o brilho verdadeiro e aparente das supernovas para medir a distância em que a expansão do Universo pode ser vista. A luz das supernovas distantes é "deslocada para vermelho", ou ampliada, pela expansão do espaço. Quando a distância medida é comparada com o desvio para o vermelho da luz, ela produz uma medida da taxa de expansão do Universo.
- Respire fundo e leia tudo isso de novo.
A grande parte de tudo isso é que temos uma medida ainda mais precisa da taxa de expansão do Universo. A incerteza na medição caiu para 2,4%. A parte desafiadora é que essa taxa de expansão do universo moderno não combina com a medição do universo primitivo.
A taxa de expansão do Universo primitivo é obtida a partir da sobra de radiação do Big Bang. Quando esse brilho cósmico é medido pela sonda de anisotropia de microondas Wilkinson da NASA (WMAP) e pelo satélite Planck da ESA, gera uma menor taxa de expansão. Então os dois não se alinham. É como construir uma ponte, onde a construção começa nas duas extremidades e deve se alinhar quando você chegar ao meio. (Advertência: não faço ideia se pontes são construídas dessa maneira.)
"Você começa em duas extremidades e espera se encontrar no meio, se todos os seus desenhos estiverem certos e suas medidas estiverem certas", disse Riess. "Mas agora os fins não estão chegando ao meio e queremos saber o porquê."
“Se conhecemos as quantidades iniciais de coisas no universo, como energia escura e matéria escura, e temos a física correta, então você pode fazer uma medição logo após o big bang e usar esse entendimento para prever como rápido o universo deveria estar se expandindo hoje ”, disse Riess. "No entanto, se essa discrepância persistir, parece que podemos não ter o entendimento correto e muda o tamanho da constante Hubble atualmente."
Por que nem tudo se resume é a parte divertida e talvez enlouquecedora disso.
O que chamamos de energia escura é a força que impulsiona a expansão do universo. Dark Energy está crescendo mais forte? Ou o que dizer de Dark Matter, que compreende a maior parte da massa do Universo. Sabemos que não sabemos muito sobre isso. Talvez saibamos ainda menos do que isso, e sua natureza está mudando ao longo do tempo.
"Sabemos tão pouco sobre as partes escuras do universo, é importante medir como elas empurram e puxam o espaço sobre a história cósmica", disse Lucas Macri, da Universidade A&M do Texas em College Station, um dos principais colaboradores do estudo.
A equipe ainda está trabalhando com o Hubble para reduzir a incerteza nas medições da taxa de expansão. Instrumentos como o Telescópio Espacial James Webb e o Telescópio Extremamente Grande da Europa podem ajudar a refinar ainda mais a medição e resolver esse problema atraente.
