Universo se expande com energia escura contida em buracos negros, diz estudo

Utilizando o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI), que mapeia o universo em 3D, uma equipe de cientistas testou a hipótese de uma conexão entre energia escura (EE) e buracos negros.

Eles propõem que buracos negros acoplados cosmologicamente (conectados com a evolução do Universo) poderiam ser a origem física da energia escura, a força misteriosa que acelera a expansão cósmica. Segundo os pesquisadores, a energia escura evolui naturalmente com o tempo porque a produção de buracos negros está diretamente relacionada com a formação de estrelas.

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Para o autor principal do estudo, Kevin Croker, da Universidade Estadual do Arizona, nos EUA, "Se os buracos negros contêm energia escura, eles podem se acoplar e crescer com o universo em expansão, fazendo com que seu crescimento acelere". Embora a nova pesquisa não consiga revelar detalhes de como isso acontece, ela fornece alguns “indícios de que está acontecendo”, afirma ele em um comunicado.

Buscando energia escura em buracos negros

Para buscar sinais de energia escura de buracos negros, a equipe pesquisou dezenas de milhões de galáxias distantes que tiveram seus espectros de luz coletados pelo DESI. Inaugurado oficialmente em 2021, o instrumento "olha" bilhões de anos no passado e consegue determinar com precisão a taxa de expansão do Universo.

Galáxias primitivas formadoras de antigos buracos negros fotografadas pela NIRCam do telescópio James Webb.Fonte:  NASA/ESA/CSA 

Como esses dados podem ser usados para deduzir as alterações na quantidade de energia escura, a equipe comparou os valores com a quantidade de buracos negros que se formaram como consequência das mortes de estrela massivas ao longo do tempo cósmico.

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Surpreendentemente, os dois fenômenos se mostraram consistentes, ou seja, quanto mais buracos negros eram "produzidos" pela morte de grandes estrelas, mais a EE aumentava na mesma proporção no Universo. "Isso torna mais plausível que os buracos negros sejam a fonte de energia escura", comemora o coautor Duncan Farrah, da Universidade do Havaí, em um release.

Importância da pesquisa para a teoria do acoplamento cosmológico

A pesquisa atual contribui para um amplo esforço da comunidade científica que investiga a possibilidade de acoplamento cosmológico (uma teoria de 1944) em buracos negros. Um estudo anterior, feito no ano passado por grande parte dos autores do artigo atual, investigou a ligação entre energia escura e buracos negros supermassivos pela sua taxa de crescimento dentro de centros galácticos.

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A abordagem do artigo atual, por outro lado, busca ligar buracos negros à energia escura quando eles nascem. Isso significa que a maioria dos buracos negros é mais jovem do que os do outro estudo. Eles nasceram em uma época em que a formação de estrelas já estava mais adiantada, em vez de no estado inicial do Universo.

Para Croker, o próximo passo é localizar esses buracos negros e acompanhar os seus movimentos nos últimos oito bilhões de anos. A tarefa, antes desanimadora, agora é factível com o DESI, e está só começando.