Traduzido por Julio Batista
Original de Ben Turner para a Live Science
Os astrônomos fizeram o mapa mais detalhado de todos os tempos da misteriosa matéria escura usando a primeira luz do Universo, e a imagem “inovadora” possivelmente provou que Einstein estava certo mais uma vez.
A nova imagem, feita com luz de quase 14 bilhões de anos do turbulento remanescente do Big Bang, mostra os enormes tentáculos de matéria que se formaram não muito depois que o Universo se expandiu. Acontece que as formas desses tentáculos são notavelmente semelhantes às previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein.
O novo resultado contradiz mapas anteriores de matéria escura que sugeriam que a teia cósmica – a gigantesca rede de superestradas celestes entrecruzadas pavimentadas com gás hidrogênio e matéria escura que abrange o Universo – é menos irregular do que a teoria de Einstein previa. Os astrônomos apresentaram suas descobertas em 11 de abril na conferência Future Science with CMB x LSS no Instituto Yukawa de Física Teórica do Japão.
“Fizemos um novo mapa de massa usando distorções de luz que sobraram do Big Bang,” disse Mathew Madhavacheril, um cosmólogo da Universidade da Pensilvânia, EUA, em um comunicado. “Surpreendentemente, ele fornece medições que mostram que tanto a ‘protuberância’ do Universo quanto a taxa de crescimento após 14 bilhões de anos de evolução são exatamente o que você esperaria de nosso modelo padrão de cosmologia baseado na teoria da gravidade de Einstein”.
Os cientistas pensam que o Universo que se formou após o Big Bang estava repleto de partículas de matéria e antimatéria, que são idênticas às suas contrapartes de matéria, mas com cargas elétricas opostas.
Como a matéria e a antimatéria se aniquilam quando colidem, se ambas fossem feitas em igual medida, toda a matéria do universo deveria ter sido aniquilada. No entanto, o tecido do espaço-tempo em rápida expansão, junto com algumas flutuações quânticas oportunas, manteve intactos bolsões do plasma primordial do Universo.
Então, de acordo com as regras estabelecidas pela teoria da relatividade de Einstein, a gravidade comprimiu e aqueceu esses bolsões de plasma de modo que as ondas sonoras – chamadas oscilações acústicas de bárions – ondularam para fora dos aglomerados na metade da velocidade da luz. Essas ondas gigantescas empurraram para fora a matéria que ainda não havia sido sugada, criando a teia cósmica: uma série de filamentos finos envolvendo incontáveis vazios cósmicos, como um ninho de bolhas de sabão em uma pia.
Depois que essa matéria esfriou, ela se fundiu nas primeiras estrelas, que se agruparam em galáxias ricas em matéria nos pontos de encontro dos filamentos emaranhados da teia.
Mas, no passado, os astrônomos que estudavam a teia cósmica descobriram o que parecia ser uma enorme discrepância – a matéria era significativamente mais uniformemente distribuída e menos irregular do que o esperado. Era um sinal de que os modelos cosmológicos existentes estavam deixando passar despercebida uma parte importante da física.
Para investigar essa aparente discrepância, os pesquisadores recorreram ao Telescópio Cosmológico do Atacama (ACT, na sigla em inglês) da National Science Foundation dos EUA (NSF) no Chile, que fez uma varredura um quarto de todo o céu noturno de 2007 a 2022. Usando seu detector de micro-ondas incrivelmente sensível, o telescópio captou luz da radiação cósmica de fundo em micro-ondas – a primeira luz do Universo feita apenas 380.000 anos após o Big Bang – e usou um processo chamado lente gravitacional para mapear as concentrações de matéria na radiação cósmica de fundo
A lente gravitacional é um fenômeno no qual a luz que se move através de uma região do espaço-tempo distorcida por poderosos campos gravitacionais em uma curva – deformando e torcendo através de um gigantesco espelho circular até emergir como um arco esticado chamado anel de Einstein. As lentes gravitacionais podem detectar a matéria escura, que compõe 85% da matéria do Universo, mas esta não pode ser observada diretamente.
O novo mapa contradiz os anteriores feitos com luz visível de galáxias e mostra que a teoria original de Einstein era muito mais precisa do que se pensava inicialmente.
O que isso significa para nossa visão geral da evolução inicial do cosmos ainda é muito cedo para dizer, mas os pesquisadores sugerem que mapas adicionais feitos usando os dados do ACT e novas observações do Observatório Simons – um telescópio em construção do Deserto do Atacama que pode fazer varreduras do céu 10 vezes mais rápido que o ACT – poderia finalmente resolver o desconcertante mistério cósmico.
