A taxa de expansão do universo ainda deixa os cientistas perplexos

A questão da rapidez com que o Universo se está a expandir continua a confundir os cientistas. Embora possa parecer uma questão bastante simples, a realidade é que tem deixado perplexas as melhores mentes da física e da astronomia há décadas – e novas pesquisas usando o Telescópio Espacial James Webb e o Telescópio Espacial Hubble não tornam a resposta mais clara. .

Os cientistas sabem que o Universo se está a expandir ao longo do tempo, mas não conseguem chegar a acordo sobre a taxa a que isso está a acontecer — chamada constante de Hubble. Existem dois métodos principais usados ​​para estimar essa constante: um que analisa a rapidez com que as galáxias distantes estão se afastando de nós, e outro que analisa a energia restante do Big Bang, chamada de radiação cósmica de fundo. O problema é que esses dois métodos dão resultados diferentes .

Durante muito tempo, os cientistas presumiram que isso provavelmente se devia a um erro de medição. Uma ou ambas as medições deviam ser imprecisas, pensavam eles, por isso esperava-se que, à medida que a tecnologia progredisse, os métodos se tornassem mais precisos e chegassem a um acordo. Mas isso não aconteceu. À medida que a tecnologia utilizada nas estimativas melhorou, tal como a utilização de novos e mais poderosos telescópios espaciais, a discrepância entre os dois resultados manteve-se teimosamente.

Esta imagem da NGC 5468, uma galáxia localizada a cerca de 130 milhões de anos-luz da Terra, combina dados dos telescópios espaciais Hubble e James Webb. Esta é a galáxia mais distante na qual o Hubble identificou estrelas variáveis ​​Cefeidas. Estes são marcadores importantes para medir a taxa de expansão do Universo. A distância calculada a partir das Cefeidas foi correlacionada com uma supernova Tipo Ia na galáxia. As supernovas do tipo Ia são tão brilhantes que são usadas para medir distâncias cósmicas muito além do alcance das Cefeidas, estendendo as medições da taxa de expansão do Universo mais profundamente no espaço.
Esta imagem da NGC 5468, uma galáxia localizada a cerca de 130 milhões de anos-luz da Terra, combina dados dos telescópios espaciais Hubble e James Webb. Esta é a galáxia mais distante na qual o Hubble identificou estrelas variáveis ​​Cefeidas. Esses são marcadores importantes para medir a taxa de expansão do universo. NASA, ESA, CSA, STScI, A. Riess (JHU/STScI)

Os pesquisadores usaram recentemente as medições mais recentes de James Webb e Hubble para verificar seus cálculos e não encontraram nenhuma imprecisão nas medições anteriores. Na verdade, eles conseguiram restringir essas medições para torná-las ainda mais precisas.

“Com os erros de medição negados, o que resta é a possibilidade real e emocionante de termos compreendido mal o universo”, disse o pesquisador principal Adam Riess em um comunicado . “Agora abrangemos toda a gama daquilo que o Hubble observou e podemos descartar um erro de medição como a causa da Tensão do Hubble com uma confiança muito elevada.”

Os pesquisadores usaram o Webb e o Hubble para verificar os dados, verificando efetivamente as medições de cada telescópio com o outro. Isso foi particularmente importante para cálculos de objetos muito distantes usando o Hubble, já que o Hubble não foi realmente projetado para observar objetos tão distantes, ao contrário do Webb. Os dois telescópios concordaram, portanto, não foram os dados do Hubble que causaram o problema .

“Combinar Webb e Hubble nos dá o melhor dos dois mundos. Descobrimos que as medições do Hubble permanecem fiáveis ​​à medida que avançamos na escada da distância cósmica,” disse Riess.

No ano passado, os primeiros dados do Webb apoiaram os dados do Hubble, mas ainda havia a questão de saber se os dados eram precisos para objetos mais próximos, mas menos precisos para os mais distantes – já que diferentes distâncias são medidas usando diferentes objetos no universo, o que é referida como a escada cósmica distante. Agora, os resultados mostram que os dados do Hubble são precisos não apenas para estes objetos mais próximos, mas também para os mais distantes.

Portanto, a grande questão continua tão aberta e arraigada como sempre. Quão rápido o universo está se expandindo? Simplesmente não sabemos, e não sabemos por que os dois tipos de medição dão resultados contraditórios. A melhor explicação que os cientistas têm é que existe algo diferente entre o universo primitivo e onde vivemos agora, chamado universo tardio. “Precisamos descobrir se estamos faltando alguma coisa sobre como conectar o início do universo e os dias atuais”, disse Riess.

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal Letters .