Por que isso importa: Pesquisadores do Berkeley Lab criaram o maior mapa 3D do universo, com precisão de 1%. Mas o que descobriram é surpreendente nas suas implicações e levanta questões sobre tudo o que a ciência sabe sobre o universo, começando com a premissa de que talvez a energia escura não seja constante ao longo do tempo como se pensava anteriormente.
Ao longo dos últimos anos, o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura, ou DESI – um instrumento de investigação científica para a realização de levantamentos astronómicos espectrográficos de galáxias distantes – mapeou repetidamente a distância até 35 milhões de galáxias e 2,4 milhões de quasares num terço da área do céu.
Em condições ideais, o DESI percorre um novo conjunto de 5.000 galáxias a cada 20 minutos, ou mais de 100.000 galáxias por noite, explicam pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), que gerencia o projeto.
São anos de 5.000 posicionadores robóticos apontando os olhos de fibra óptica do DESI para conjuntos pré-selecionados de galáxias para medir seus espectros, a partir dos quais se pode avaliar o quanto o universo se expandiu à medida que a luz deles viajava para a Terra. E o resultado final? Bem, ainda não chegamos a esse ponto, mas os pesquisadores do Berkeley Lab alcançaram um marco significativo: o maior mapa 3D do universo já feito, bem como o mais preciso, com uma precisão superior a 1%.
Ou, mais especificamente, a precisão global do DESI sobre a história de expansão do Universo ao longo de 11 mil milhões de anos é de 0,5%, e a época mais distante, abrangendo 8-11 mil milhões de anos, tem uma precisão recorde de 0,82%.
Com a luz destes objetos distantes no espaço a chegar agora ao DESI, os cientistas podem mapear o cosmos como era na sua juventude, descobrindo assim um dos maiores mistérios da física: a energia escura, os ingredientes desconhecidos que fazem com que o universo se expanda mais rapidamente. e mais rápido.
O mapa confirma que a expansão do Universo está a acelerar, dizem os cientistas – e também levanta a possibilidade de que a energia escura não seja constante ao longo do tempo, como foi sugerido anteriormente.
“O que estamos vendo são alguns indícios de que ela realmente tem mudado ao longo do tempo, o que é bastante emocionante porque não é assim que seria o modelo padrão de uma energia escura constante cosmológica”, disse o Dr. Seshadri Nadathur, co-autor do estudo. trabalho e pesquisador sênior do Instituto de Cosmologia e Gravitação da Universidade de Portsmouth, disse ao The Guardian.
O que isto pode significar é que os cientistas podem ter de começar do zero na sua compreensão do universo, disse ao The Guardian o professor Carlos Frenk, da Universidade de Durham e co-autor da investigação. Isto inclui “revisar a nossa compreensão da física básica, a nossa compreensão do próprio big bang e a nossa compreensão da previsão de longo prazo para o universo”.
Os investigadores partilharam a análise do primeiro ano de dados recolhidos em vários artigos e em palestras na reunião da American Physical Society, nos EUA, e no Rencontres de Moriond, em Itália.
Com um ano de dados, os pesquisadores já podem medir a história da expansão do universo em sete períodos diferentes do tempo cósmico, cada um com uma precisão de 1 a 3 por cento, diz Nathalie Palanque-Delabrouille, cientista do Berkeley Lab e co-porta-voz do o experimento.
Isto é o que os investigadores veem ao estudar o mapa do DESI: cadeias de galáxias agrupadas, separadas por vazios com menos objetos. É um grande contraste com o Universo primitivo, que era uma sopa quente e densa de partículas subatómicas que se moviam demasiado depressa para formar matéria estável, explicam. Entre essas partículas estavam núcleos de hidrogênio e hélio, chamados coletivamente de bárions.
Pequenas flutuações neste plasma ionizado inicial causaram ondas de pressão, movendo os bárions num padrão de ondulações. À medida que o Universo se expandia e arrefecia, formaram-se átomos neutros e as ondas de pressão pararam, congelando as ondulações em três dimensões e aumentando o agrupamento de futuras galáxias nas áreas densas. Bilhões de anos depois, ainda podemos ver esse padrão tênue de ondulações 3D, ou bolhas, na separação característica das galáxias – uma característica chamada Oscilações Acústicas Bariônicas (BAOs).
Ao medir o tamanho aparente destas bolhas, os investigadores podem determinar as distâncias à matéria responsável por este padrão extremamente ténue no céu. Mapear as bolhas BAO próximas e distantes permite aos investigadores dividir os dados em pedaços, medindo a rapidez com que o Universo se expandiu em cada momento do seu passado e modelando como a energia escura afecta essa expansão.
