Um grande problema relativo à matéria escura do Universo acaba de se tornar um pouco mais intenso.
As observações do Universo mais recente revelam que este material indescritível está distribuído de forma diferente em comparação com as medidas da sua propagação logo após o Big Bang. Parece ser menos desajeitado agora do que era naquela época – não muito, mas o suficiente para sugerir que está faltando alguma coisa e que pode haver algum tipo de erro fundamental que cometemos no modelo cosmológico padrão.
É a mais recente e uma das mais abrangentes de uma série de medições que revelam o problema, conhecida como sigma-oito (tensão S 8), detalhada em cinco artigos separados na Physical Review D. Ainda não há solução à vista.
“Ainda estamos sendo bastante cautelosos aqui”, diz o astrofísico Michael Strauss, da Universidade de Princeton.
“Não estamos dizendo que acabamos de descobrir que a cosmologia moderna está totalmente errada. As estatísticas mostram que há apenas uma chance em 20 de que seja apenas devido ao acaso, o que é convincente, mas não completamente definitivo. A comunidade astronômica chega à mesma conclusão em vários experimentos, à medida que continuamos fazendo essas medições, talvez estejamos descobrindo que é real.”
A discrepância pode ser encontrada observando diferentes conjuntos de dados de luz do Universo distante, que revelam a distribuição da matéria escura. Uma delas é a radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB). Este é o fundo fraco da luz de micro-ondas que permeia o Universo; radiação restante do brilho inicial que percorreu o Universo algumas centenas de milhares de anos após o Big Bang.
O segundo são dados de 6 anos do instrumento Hyper Suprime-Cam (HSC) no Telescópio Subaru no Havaí. Os pesquisadores usaram o HSC para conduzir o que é conhecido como levantamento de lentes gravitacionais fracas.
Não podemos ver a matéria escura diretamente. Nós nem sabemos o que é. Mas o fato de exercer uma influência gravitacional no Universo, dobrando o espaço-tempo para distorcer a luz que o atravessa, significa que podemos detectar a sua presença.
Os astrônomos podem procurar e analisar estas distorções para mapear a distribuição da matéria escura, até escalas extremamente precisas.
“Esta distorção é um efeito muito, muito pequeno; a forma de uma única galáxia é distorcida numa quantidade imperceptível” afirma o astrofísico Roohi Dalal da Universidade de Princeton, que liderou um dos artigos.
“Mas quando fazemos essa medição para 25 milhões de galáxias, somos capazes de medir a distorção com uma precisão bastante elevada.”
O HSC observou o céu durante um total de 330 noites ao longo de seis anos e, em diferentes artigos, diferentes equipas analisaram os dados de diferentes maneiras. Eles retornaram valores para S 8 (a aglomeração da matéria escura) entre 0,763 e 0,776 – semelhantes aos valores obtidos por outras pesquisas de lentes fracas.
O valor para S 8 dado pela radiação cósmica de fundo é visivelmente mais alto: 0,832. Isto contradiz a nossa compreensão da progressão do Universo; o modelo cosmológico padrão sugere que a distribuição da matéria deveria ter começado relativamente suave e se tornado mais densa ao longo do tempo, à medida que a matéria se agrupava em galáxias e gavinhas da teia cósmica.
É improvável que os resultados fracos das lentes sejam produzidos por um erro: diferentes instrumentos e diferentes análises retornaram repetidamente valores semelhantes.
Os autores não mediram esforços para se cegarem em relação aos seus próprios dados e protegerem os seus resultados de preconceitos.
“Trabalhei um ano nessa análise e não consegui ver os valores que estavam saindo”, diz Dalal.
Mas existem outras tensões cosmológicas – mais notavelmente a tensão de Hubble, que é uma discrepância não resolvida em diferentes medições da aceleração da expansão do Universo.
Então o que acontece? Bem, pode haver algo errado com a nossa modelagem cosmológica. Pode haver algo errado com os nossos modelos atuais de matéria escura. Pode ser que estejamos medindo algo incorretamente.
Pode ser que, se resolvermos uma tensão, o resto se siga. Ou talvez não. Mas uma coisa é perfeitamente clara: há algo fundamental que parece estar faltando nos nossos esforços para compreender como o Universo evoluiu.
No futuro, uma instrumentação mais poderosa permitirá levantamentos maiores e medições ainda mais precisas. Só através deles poderemos começar a obter algumas respostas para estes problemas fascinantes.
Publicado em ScienceAlert
Traduzido por Mateus Lynniker
