Cientistas sondam a vontade escura, testando a seriedade

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NASA

A primeira imagem captada pelo telescópio espacial James Webb

O Universo está a expandir-se a um ritmo vertiginoso e os cientistas ainda não sabem porquê. A culpa da aceleração, apelidada de vontade escura, continua a ser um mistério.

Oriente maravilha parece contradizer tudo o que os investigadores compreendem sobre o efeito da seriedade no cosmos: é porquê se se atirasse uma maçã para o ar e ela continuasse para cima, cada vez mais depressa.

Um novo estudo pelo levantamento internacional DES (Dark Energy Survey), com o Telescópio Victor M. Blanco no Chile, marca o esforço mais recente para estabelecer se tudo isto é simplesmente um mal-entendido: que as expetativas de porquê a seriedade funciona à graduação de todo o Universo são defeituosas ou estão incompletas.

Oriente potencial mal-entendido pode ajudar os cientistas a explicar a vontade escura. Mas o estudo — um dos testes mais precisos até agora da teoria da seriedade de Einstein à graduação cósmica — conclui que o entendimento atual parece estar correto.

Os resultados foram apresentados na passada quarta-feira, dia 23 de agosto, na Conferência Internacional sobre Física de Partículas e Cosmologia (COSMO’22) no Rio de Janeiro. O trabalho ajuda a preparar o palco para dois telescópios espaciais que irão sondar a nossa compreensão da seriedade com uma precisão ainda maior do que o novo estudo e talvez finalmente resolver o mistério.

Há mais de um século, Albert Einstein desenvolveu a sua Teoria da Relatividade Universal para descrever a seriedade e até agora tem previsto tudo com precisão tudo desde a trajectória de Mercúrio até à existência de buracos negros.

Mas se esta teoria não consegue explicar a vontade escura, alguns cientistas argumentaram, logo talvez precisem de modificar algumas das suas equações ou avultar novos componentes.

Para desenredar se é esse o caso, os membros do DES procuraram evidências de que a força da seriedade tem variado ao longo da história do Universo ou ao longo de distâncias cósmicas. Uma invenção positiva indicaria que a teoria de Einstein está incompleta, o que poderia ajudar a explicar a expansão acelerada do Universo.

Também examinaram dados de outros telescópios, além do Blanco, incluindo o satélite Planck da ESA, e chegaram à mesma desfecho. O estudo conclui que a teoria de Einstein ainda funciona. Portanto, ainda não há explicação.

Mas esta investigação irá cevar duas próximas missões: a missão Euclid da ESA, com lançamento previsto para não antes de 2023, e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, com lançamento calendarizado o mais tardar para maio de 2027. Ambos os telescópios vão procurar alterações na força da seriedade ao longo do tempo ou da pausa.

Uma vez que é que os cientistas sabem o que aconteceu no pretérito do Universo? Olhando para objetos distantes. Um ano-luz é uma medida da pausa que a luz pode percorrer num ano (murado de 9,5 biliões de quilómetros).

Isso significa que um objeto a um ano-luz de pausa aparece-nos porquê era há um ano detrás, quando a luz deixou o objeto pela primeira vez.

E as galáxias a milhares de milhões de anos-luz de pausa aparecem-nos porquê eram há milhares de milhões de anos. O novo estudo analisou galáxias que remontam há murado de 5 milénio milhões de anos. O telescópio Euclid vai submergir nas galáxias de há 8 milénio milhões de anos, e o Roman vai olhar para trás 11 milénio milhões de anos.

As galáxias, propriamente ditas, não revelam a força da seriedade, mas sim o seu aspeto quando vistas da Terreno. A maioria da material no nosso Universo é material escura que não emite, não reflete nem interage de outra forma com a luz.

Embora os cientistas não saibam do que é feita, sabem que está lá, porque a sua seriedade o demonstra: grandes reservatórios de material escura no nosso Universo distorcem o próprio espaço.

À medida que a luz viaja pelo espaço, encontra estas porções de espaço deformado, fazendo com que as imagens de galáxias distantes pareçam curvadas ou desfocadas. Isto foi exposto numa das primeiras imagens divulgadas pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA.

Os cientistas do DES procuram imagens de galáxias para obter distorções mais subtis devido à material escura que “refolho” o espaço, um efeito chamado lente gravitacional fraca. A força da seriedade determina o tamanho e a distribuição das estruturas de material escura, e o tamanho e a distribuição por sua vez determinam a forma porquê essas galáxias nos parecem deformadas.

É logo que as imagens podem revelar a força da seriedade a diferentes distâncias da Terreno e em alturas diferentes ao longo da história do Universo. O grupo mediu agora as formas de mais de 100 milhões de galáxias e, até agora, as observações correspondem ao que é previsto pela teoria de Einstein.

“Ainda há espaço para desafiar a teoria da seriedade de Einstein, à medida que as medições se tornam cada vez mais precisas”, disse a coautora Agnès Ferté, que realizou esta pesquisa porquê investigadora pós-doutorada no JPL.

“Mas ainda temos muito a fazer antes de estarmos prontos para o Euclid e para o Roman. De modo que é importante que continuemos a colaborar com cientistas de todo o mundo neste problema, tal porquê temos feito com o DES”.

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