Um dos princípios fundamentais da teoria da relatividade geral de Einstein — o do universo em expansão — foi fundamentalmente questionado em uma recente pesquisa da Universidade de Michigan, nos EUA. A ideia de que regiões densas, como aglomerados de galáxias, se tornam mais densas, enquanto o vazio do espaço fica mais vago, foi descartada em "estruturas de grande escala durante a era dominada pela energia escura".
Publicado na revista Physical Review Letters, o estudo mostra que, à medida que a energia escura impulsiona a expansão cósmica, o ritmo de crescimento dessas estruturas colossais que os pesquisadores veem em seus dados é bem mais lento do que o previsto na teoria.
De acordo com o estudo, as galáxias se espalham pelo universo como se estivessem presas a uma teia de aranha gigante. Isso significa que elas não estão distribuídas de forma aleatória, mas sim agrupadas. Ou seja, essa estrutura em grande escala do universo evoluiu de pequenos agregados de matéria no universo primitivo até galáxias individuais, aglomerados galácticos e filamentos.
A energia escura
A energia escura limita a formação de estruturas cósmicasFonte: Getty Images
Conforme o primeiro autor do artigo, Nhat-Minh Nguyen, "ao longo do tempo cósmico, um aglomerado inicialmente pequeno de massa atrai e acumula cada vez mais matéria da sua região local através da interação gravitacional. À medida que a região se torna cada vez mais densa, eventualmente entra em colapso sob a sua própria gravidade".
A energia escura, por outro lado, funciona como um atenuador, amortecendo as perturbações e limitando a formação de estruturas, diz o estudo.
Por isso, quando a equipe pesquisa o agrupamento e o crescimento da estrutura cósmica, aprende tanto sobre a natureza da gravidade como da energia escura, explica Nguyen em um comunicado.
Sondas cosmológicas analisando o Big Bang
Cosmic structures grow slower than predicted by Einstein's Theory of General Relativity.
— Ø Vazquez ?? (@ovaz1088) September 11, 2023
The combination of fs8 and Planck measurements prefers an even higher growth index of ?=0.639.
Evidence for Suppression of Structure Growth in the Concordance Cosmological Model… https://t.co/rak5EzsNNe pic.twitter.com/JV7j88pM9t
Para testar suas hipóteses, a equipe usou a técnica de radiação cósmica de fundo (CMB) que se baseia em fótons emitidos logos após o Big Bang, como se fosse uma “selfie” do universo primitivo. O problema é que, à medida que esses fótons viajam do passado até nossos telescópios, tornam-se distorcidos ou sofrem lentes gravitacionais devido à curvatura do espaço-tempo.
- Saiba também: Como a gravidade curva a luz?
Como a luz das galáxias de fundo é distorcida através de interações gravitacionais com a matéria e as galáxias em primeiro plano, os autores do trabalho decodificaram essas distorções para clarificar de que forma a matéria interveniente é distribuída. Para avaliar corretamente o crescimento da estrutura cósmica até hoje, os cosmólogos utilizaram os movimentos das galáxias no universo local.
Dessa forma, sondando a estrutura cósmica em tempos anteriores e extrapolando essas medições para o tempo presente, a equipe descobriu que “Essas diferentes sondas, individual e coletivamente, indicam uma supressão do crescimento”. Ou elas estão todas erradas, "ou estamos deixando passar alguma física nova, que atua em estágios posteriores, no nosso modelo padrão", conclui Nguyen.
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