Uma ilustração mostrando galáxias curvando o tecido do espaço-tempo em um universo em expansão. Uma nova teoria sugere que a expansão cósmica pode não ser uma constante e poderia se inverter abruptamente.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
O modelo padrão da evolução do Universo, chamado ΛCDM, baseia-se em dois pilares: a energia escura e a matéria escura fria. Esse modelo permitiu explicar muitas observações, como a estrutura das galáxias e a radiação cósmica de fundo. No entanto, tensões recentes, especialmente sobre a constante de Hubble e a medição da densidade da matéria, questionam sua validade.
Uma das hipóteses para resolver essas tensões é que a energia escura poderia ser mais dinâmica do que se pensava. Ao contrário da ideia de uma constante cosmológica imutável, alguns pesquisadores propõem que a energia escura tenha passado por uma transição de fase, mudando de uma fase de desaceleração para uma fase de aceleração da expansão do Universo.
Em um estudo recente, uma equipe de pesquisadores explorou uma versão ainda mais radical dessa ideia. Eles sugerem que a energia escura poderia não apenas mudar de sinal, mas também de intensidade, com uma aceleração ou desaceleração do Universo. Essa proposta, embora especulativa, poderia explicar algumas das tensões observadas.
Para testar seu modelo, os pesquisadores usaram vários conjuntos de dados, incluindo medições da radiação cósmica de fundo pelo satélite Planck, as oscilações acústicas dos bárions e as observações de supernovas. Seu modelo parece atenuar algumas das tensões, oferecendo um caminho promissor para pesquisas futuras.
No entanto, os autores reconhecem que seu modelo ainda não está ancorado em uma física conhecida. Trata-se mais de uma exploração teórica, visando estimular novas ideias sobre a natureza da energia escura. Essa abordagem poderia incentivar teóricos a propor mecanismos que expliquem como tal transição poderia ocorrer.
De qualquer forma, esse estudo destaca que nossa compreensão do Universo, e especialmente da energia escura, está longe de ser completa. Observações futuras, principalmente as do telescópio espacial James Webb, poderão trazer respostas para essas questões fundamentais.
O que é a energia escura?
A energia escura é uma forma hipotética de energia que compõe cerca de 68% do Universo. Ela é responsável pela aceleração da expansão cósmica, um fenômeno descoberto no final dos anos 1990 graças à observação de supernovas distantes.
Ao contrário da matéria escura, que exerce uma atração gravitacional, a energia escura parece agir como uma força repulsiva. Sua origem e natureza exata continuam sendo um dos maiores mistérios da cosmologia moderna.
Os cientistas consideram várias teorias para explicar a energia escura, desde uma constante cosmológica, como a proposta por Einstein, até campos escalares dinâmicos. Cada uma dessas teorias tem implicações profundas sobre o destino final do Universo.
O que é a tensão de Hubble?
A tensão de Hubble refere-se a uma divergência nas medições da velocidade de expansão do Universo, chamada constante de Hubble. As observações da radiação cósmica de fundo, que remontam ao Universo jovem, fornecem um valor inferior ao obtido ao estudar supernovas no Universo próximo.
Essa divergência pode indicar que nossa compreensão da física cosmológica está incompleta. Ela gerou várias hipóteses, desde novas formas de energia escura até erros sistemáticos nas medições.
Resolver essa tensão é importante para refinar nosso modelo cosmológico. Futuras missões espaciais, como o telescópio Euclid, podem fornecer dados mais precisos para esclarecer essa questão.