Novos cálculos mostram que a maior parte do Universo é feita de energia escura

Uma nova medição do Universo confirmou que a energia escura representa cerca de 69% da soma de tudo.

Isso deixa os 31% restantes para a matéria; tanto da variedade normal – que são as partículas e forças que compõem tudo o que podemos ver – quanto a matéria escura, o misterioso poltergeist gravitacional responsável por movimentos e efeitos que atualmente não podem ser explicados de outra forma.

“Os cosmologistas acreditam que apenas cerca de 20% da matéria total é composta por matéria regular ou ‘bariônica’, que inclui estrelas, galáxias, átomos e vida”, explica o astrónomo Mohamed Abdullah do Instituto Nacional de Investigação de Astronomia e Geofísica do Egito e Universidade de Chiba no Japão.

“Cerca de 80 por cento é feito de matéria escura, cuja natureza misteriosa ainda não é conhecida, mas pode consistir em algumas partículas subatômicas ainda não descobertas.”

A energia escura, por outro lado, é mais uma força. Também não sabemos o que é. É o nome que damos ao que quer que esteja impulsionando a expansão acelerada do Universo, e há muito disso por aí. Medições repetidas descobriram que ele constitui a maior parte da densidade de matéria-energia do Universo, numa quantidade que tende a oscilar em torno de 70%.

Até agora, a taxa de expansão do Universo tem-se revelado extremamente difícil de definir, mas há muitas boas razões pelas quais os cientistas desejam fazê-lo. Reduzir a densidade de matéria-energia do Universo poderia ajudar os cientistas a descobrir o que é a energia escura, como ela afetou a expansão do Universo até o momento e o que poderia acontecer no futuro: a expansão do Universo para sempre, ou a reversão e o encolhimento para um Big Crunch.

Uma maneira testada e comprovada de descobrir quanta energia escura existe depende de aglomerados de galáxias. Isto porque consistem em matéria que se reuniu sob a ação da gravidade ao longo da vida do Universo, cerca de 13,8 bilhões de anos.

Ao comparar o número de galáxias e a massa de um aglomerado com simulações numéricas, os cientistas podem calcular proporções de matéria e energia.

“Como os atuais aglomerados de galáxias se formaram a partir de matéria que entrou em colapso ao longo de bilhões de anos sob sua própria gravidade”, explica a astrônoma Gillian Wilson, da Universidade da Califórnia Merced, “o número de aglomerados observados atualmente, a chamados ‘abundância de aglomerados’, é muito sensível às condições cosmológicas e, em particular, à quantidade total de matéria.”

Mas como a maior parte da massa é fornecida pela matéria escura, é difícil medir diretamente a massa de um aglomerado de galáxias. Em vez disso, os investigadores determinaram a massa dos aglomerados de galáxias na sua base de dados, cuidadosamente analisada usando a técnica GalWeight da equipe para garantir que cada um incluía apenas aglomerados de galáxias, contando o número de galáxias em cada um. Como os aglomerados mais massivos têm mais galáxias, uma relação conhecida como relação riqueza de massa (MMR), os investigadores foram capazes de estimar a massa total de cada um dos seus aglomerados amostrais.

Eles então realizaram simulações numéricas para gerar aglomerados de galáxias, com proporções variáveis ​​de energia escura e matéria. As simulações que mais se aproximaram dos aglomerados de galáxias observados foram de um Universo que consistia em 31% de matéria.

Isto está muito próximo (e é uma melhoria) do esforço anterior da equipe, que rendeu uma proporção de energia escura de 68,5% e matéria de 31,5%. Também está em muito boa concordância com outras medições da densidade de matéria-energia do Universo, sugerindo que estamos muito perto de identificá-la.

“Conseguimos fazer a primeira medição da densidade da matéria usando o MRR, o que está em excelente acordo com o obtido pela equipe do Planck usando a mensuração da radiação cósmica de fundo em micro-ondas“, diz o astrônomo Tomoaki Ishiyama, da Universidade de Chiba.

“Este trabalho demonstra ainda que a abundância de aglomerados é uma técnica competitiva para restringir parâmetros cosmológicos e complementar as técnicas não agrupadas, como anisotropias CMB, oscilações acústicas bariônicas, supernovas Tipo Ia ou lentes gravitacionais.”

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal.