Matéria escura

Matéria escura pode esvaziar o universo, dizem cientistas

A mesma força misteriosa que está acelerando a expansão do universo também está atrofiando o crescimento de objetos em seu interior, afirmam astrônomos. Depois de ganhar volume rapidamente nos primeiros 10 bilhões de anos do tempo cósmico, os aglomerados galácticos, enxames em forma de nuvem que formam os maiores conglomerados de matéria no universo, têm crescido anemicamente, ou nada, nos últimos cinco bilhões de anos, como adolescentes rebeldes que subitamente começam a recusar refeições.

"Esse resultado pode ser explicado como um caso de desenvolvimento suspenso do universo", disse o Dr. Alexey Vikhlinin, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, que comandou uma equipe internacional em um projeto que utilizou o observatório espacial de raios-X Chandra, da Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço (Nasa), para pesar aglomerados galácticos em regiões espaciais distantes. O grupo reportou os resultados em uma entrevista coletiva telefônica e em dois estudos que serão publicados pelo Astrophysical Journal.

Esse atrofiamento do crescimento, diz Vikhlinin, é "a assinatura inconfundível" de uma força antigravitacional que os astrônomos denominam energia escura.

Ela foi descoberta 10 anos atrás por astrônomos que estavam observando estrelas explosivas conhecidas como supernovas, como marcadores de distância para mapear a expansão do universo. Eles constataram que em lugar de se desacelerar devido á gravidade cósmica, como sugeriria o senso comum, o ritmo de expansão do universo estava na verdade aumentando, com as galáxias se afastando a velocidades cada vez maiores.

Os resultados de Vikhlinin se enquadram de maneira quase fantasmagórica aos resultados da observação de supernovas. Os aglomerados crescem pela gravidade, de acordo com a teoria cosmológica, começando como pequenas covinhas em meio ao calor fervilhante do Big Bang e aos poucos atraindo o material circundante, ao longo dos milênios.

A energia escura supostamente trabalha contra a gravidade e tenta propelir de volta a matéria que está sendo atraída a um ponto central, disse Vikhlinin.

Somados a observações anteriores,diz Vikhlinin, esses novos resultados reforçam, mas não confirmam, a suspeita de que a energia escura é uma estranha antigravidade conhecida como constante cosmológica, que foi oferecida como hipótese por Albert Einstein e posteriormente abandonada por ele como "um engano", quase um século atrás.

Caso isso seja verdade, o universo está condenado a se esvaziar, um dia, e todas as galáxias exceto as vizinhas mais próximas da Via Láctea desaparecerão de vista.

Outros astrônomos receberam o trabalho como uma nova avenida de investigação quanto ao que está acontecendo e o que pode acontecer no cosmos.

"Até o momento, apenas uma técnica, a das supernovas, havia detectado a energia escura sem incluir outras observações", disse Michael Turner, da Universidade de Chicago.

O universo pode estar condenado a se esvaziar, um dia, e todas as galáxias exceto as vizinhas mais próximas da Via Láctea desaparecerão

O fato de que dois métodos diferentes apresentaram resultados semelhantes quanto à energia escura é um triunfo para a teoria geral da relatividade de Einstein, a mais desenvolvida hipótese sobre a gravidade nos últimos 100 anos, dizem os astrônomos. "Esse foi um teste no qual a relatividade geral poderia ter fracassado", disse William Forman, da Universidade Harvard, membro da equipe de Vikhlinin.

Algumas explicações sobre a energia escura que envolvem modificações da gravidade einsteniana podem estar em vias de extinção, como resultado. O Dr. Adam Riess, da Universidade Johns Hopkins e do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial, disse que "se isso fosse uma caçada à raposa, e a energia escura fosse a raposa, creio que o resultado representaria que mais uma rota de fuga está fechada. Mas continua a existir muito terreno para a raposa, e vimos pouco mais que um vislumbre de pêlo".

Os aglomerados galácticos, que podem conter milhares de galáxias individuais, são laboratórios perfeitos para o estudo da gravidade e sua inimiga, a energia escura, em escala grandiosa. Também são fáceis de encontrar. Estão repletos de gás tão quente que este emite raios-X, capazes de ser registrados por observatórios espaciais.

Vikhlinin e seus colegas usaram o Chandra para observar 86 aglomerados galácticos localizados em pesquisa por um satélite de observação anterior, o Rosat.

Os aglomerados localizados consistiam de 37 a cerca de cinco bilhões de anos-luz de distância, e de 49 outros a cerca de meio de bilhão de anos-luz ou mais próximos. Suas massas, determinadas pela extensão das imagens de raios-X e seus espectros, variavam do equivalente a 100 trilhões de vezes a massa do Sol terrestre a quintilhões de sóis.

Comparando seus dados a modelos de evolução cósmica, Vikhlinin constatou que os aglomerados com maior massa representam apenas 20% do número que deveria existir, hoje, em um universo no qual não houvesse energia escura. Os aglomerados, ele diz, "continuam crescendo, mas muito devagar".

Einstein especulou que o espaço vazio estava imbuído de uma energia antigravitacional - a constante cosmológica, que explicaria por que o universo se mantinha estável e não entrava em colapso sob a força de sua própria gravidade. Mas posteriormente o astrônomo Edwin Hubble descobriu que o universo não era estável, mas sim estava se expandindo.

A mecânica quântica moderna prevê que o espaço vazio deve de fato estar imbuído dessa estranha energia, mas a possibilidade de que a energia escura seja na verdade a constante cosmológica de Einstein gerou caos filosófico no mundo da Física.

De acordo com os cálculos, a constante cosmológica deveria ser 1.060 vezes maior do que os astrônomos mediram. A única saída, afirmam alguns físicos e cosmologistas, seria presumir que o nosso universo é apenas um de até 10,5 mil universos paralelos, nos quais as leis da Física incidentalmente são conducentes à nossa existência. Mas muitos outros estudiosos discordam amargamente dessa hipótese.

Como resultado, muitos astrônomos e físicos estão desesperados por provas de outra explicação. Riess disse, sobre a constante cosmológica, que "a melhor coisa que poderíamos aprender sobre isso é que não há como ela existir".

Os novos resultados sobre os aglomerados, combinados a outras medições de supernovas e de microondas cósmicas remanescentes do Big Bang, oferecem as mais precisas medições já identificadas quanto à energia escura, diz Vikhlinin. Sua virulência, medida por um parâmetro conhecido como w, está a 5% de distância da constante cosmológica.

Mas isso ainda deixa grande margem de erro para outras teorias, e alguns astrônomos se preocupam com a possibilidade de que as medidas jamais sejam acuradas o bastante para negar a constante cosmológica. David Spergel, da Universidade de Princeton, disse que os astrônomos precisam continuar se esforçando em meio à escuridão. "O universo já nos surpreendeu no passado", ele disse, "e acredito que o futuro continuará a nos surpreender".

Fonte: (1)