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Energia escura não é o que pensamos, o que muda nossa visão do Universo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/03/2025

Os dados mostram que nossa visão do Universo precisa mudar.
[Imagem: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R.T. Sparks]

Escuridão do saber

Quando você ouve que 25% do cosmos é composto de matéria escura, 75% de energia escura, e apenas 5% da matéria comum, de que são feitas as estrelas e planetas e tudo o mais, o que você está ouvindo é um resumo do chamado modelo padrão da cosmologia, uma teoria científica chamada modelo Lambda-CDM (Λ-CDM).

Mas todas as nossas tentativas de descobrir o que é a matéria escura falharam, e agora parece que o mesmo está acontecendo com a energia escura, mostrando que esta teoria não é tão boa como acreditávamos.

No ano passado, os primeiros dados do Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) indicaram que o a energia escura está "evoluindo" ao longo do tempo, em vez de permanecer constante - o DESI é instrumento constituído por 5 mil fibras ópticas, cada uma delas funcionando como um telescópio controlado roboticamente, que ficam escaneando galáxias em alta velocidade.

Agora, a equipe do DESI liberou dados muito mais representativos, resultantes de três anos de observações - são 10 vezes mais dados e cobrindo sete vezes a área do céu em relação aos dados anteriores.

Ao combinar esses dados com outras medições, como mapas da radiação cósmica de fundo em micro-ondas e supernovas, a equipe concluiu que a energia escura parece de fato mudar ao longo do tempo, contradizendo diretamente o modelo padrão Lambda-CDM.

Esta fatia dos dados DESI mapeia objetos celestes da Terra (centro) a bilhões de anos-luz de distância. Entre os objetos estão galáxias brilhantes próximas (amarelo), galáxias vermelhas luminosas (laranja), galáxias de linha de emissão (azul) e quasares (verde). A estrutura em larga escala do Universo é visível na imagem inserida, que mostra a região de pesquisa mais densa e representa menos de 0,1% do volume total do levantamento.
[Imagem: Claire Lamman/DESI Collaboration]

Constante inconstante

Segundo o modelo padrão, a energia escura, representada pela constante cosmológica Λ, seria a responsável pela aceleração da expansão do Universo, mantendo uma densidade de energia constante ao longo do tempo.

Os novos dados, contudo, indicam que essa aceleração parece ser dinâmica, variando no tempo e no espaço, o que exige uma visão totalmente nova do Universo - em outras palavras, o que acreditávamos ser uma constante cosmológica não é constante.

Embora vários cientistas já defendam abertamente que a energia escura não existe, a maioria da comunidade científica esperava que um volume maior de dados anulasse aquela conclusão inicial do DESI, que poderia ser algum viés de um pequeno conjunto de observações.

Ocorre, contudo, que o efeito ficou mais forte, atingindo uma significância de 4,2 sigmas. É necessário atingir 5 sigmas para que um resultado seja considerado uma "descoberta". A expectativa é que os 5 sigmas sejam atingidos com mais dois anos de observações do DESI. Mas a significância atual equivale a dizer que há 0,001334% de probabilidade de o resultado ser devido ao acaso, tornando muito remota a possibilidade de uma reversão do resultado.

Mesmo antes dos resultados do DESI, a tensão de Hubble já havia criado uma crise na cosmologia.
[Imagem: NASA/ESA/Adam G. Riess et al. (2022)]

Nova visão do Universo

Supondo que a conclusão se mantenha, então o Universo pode ser muito diferente da imagem que atualmente temos dele. Se a energia escura continuar se tornando mais fraca, o efeito da aceleração da expansão do Universo pode desaparecer com o tempo, viabilizando cenários como o "Big Crunch", o oposto do Big Bang, quando o cosmos começará a se contrair até eventualmente colapsar sobre si mesmo.

"O que estamos vendo é profundamente intrigante," disse a professora Alexie Leauthaud-Harnett, membro do DESI. "É emocionante pensar que podemos estar à beira de uma grande descoberta sobre a energia escura e a natureza fundamental do nosso Universo."

"Parece cada vez mais que precisamos modificar nosso modelo padrão da cosmologia para fazer com que esses diferentes conjuntos de dados façam sentido juntos - e a evolução da energia escura parece promissora," completou seu colega Will Percival.