Revolução na cosmologia: Universo pode ter 26,7 bilhões de anos de idade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/07/2023

Esta é a visão da evolução do Universo mais aceita hoje. Mas ela pode precisar ser esticada, e muito.
[Imagem: NASA/WMAP]

Idade do Universo

Há décadas, os astrônomos e físicos calculam a idade do nosso Universo medindo o tempo decorrido desde o Big Bang, o que é feito basicamente por duas técnicas: pela idade das estrelas mais antigas ou pela recessão das galáxias, com base no seu desvio para o vermelho.

Em 2021, graças a novas técnicas e avanços tecnológicos, a idade do Universo foi estimada em 13,797 bilhões de anos, usando o modelo de concordância Lambda-CDM - λ é a constante cosmológica , hoje mais conhecida como "energia escura", e CDM é um modelo cujo nome é uma sigla em inglês para "matéria escura fria".

Mas então veio o telescópio espacial James Webb, que deveria nos mostrar os momentos primordiais do Universo, poucos milhões de anos após o Big Bang. A grande pergunta era: "Como era o Universo em seus primórdios?"

O que vimos foi totalmente inesperado: As galáxias vistas pelo Webb, existindo apenas 300 milhões de anos ou pouco mais após o Big Bang, parecem ter um nível de maturidade e de massa que deveriam ter exigido bilhões de anos de evolução cósmica. Em outras palavras, o Universo antigo é muito parecido com o Universo atual. Além disso, essas galáxias são surpreendentemente pequenas, adicionando outra camada de mistério à equação.

Esses resultados inesperados vêm causando um rebuliço geral na comunidade científica, mas o professor Rajendra Gupta, da Universidade de Ottawa, no Canadá, acredita ter a resposta: Para Gupta, o que acontece é que o Universo é muito mais velho do que a ciência calculava até agora.

"Nosso modelo recém-desenvolvido estende o tempo de formação das galáxias em vários bilhões de anos, dando ao Universo uma idade de 26,7 bilhões de anos, e não 13,7 como estimado anteriormente," disse ele.

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Há outras dúvidas observacionais, como galáxias tão distantes que não deveriam existir.
[Imagem: Harikane et al. - 10.1093/mnrasl/slac035]

Teoria da luz cansada

A base do raciocínio do professor Gupta é uma teoria de 1929, proposta pelo astrônomo búlgaro Fritz Zwicky (1898-1974), chamada "teoria da luz cansada", que propõe que o efeito de tendência para o vermelho da luz não se deve aos movimentos das galáxias, mas a um fenômeno que faria com que os fótons perdessem energia enquanto viajavam por distâncias cosmológicas.

Essa teoria foi deixada de lado porque ela não bate com vários aspectos observacionais, como a clareza das imagens dos objetos mais distantes, que deveriam ficar borrados se a luz realmente se cansasse, o espectro termal da radiação cósmica de fundo, o brilho superficial das galáxias e a dilatação temporal das fontes cosmológicas.

Mas o professor Gupta acredita que dá para reviver a teoria, o que nos permitiria fugir da interpretação aceita hoje para o desvio para o vermelho, que propõe que o comprimento de onda da luz aumenta (ela fica mais vermelha) devido à maior velocidade dos corpos celestes mais distantes, que estão se afastando a velocidades cada vez maiores devido à expansão do Universo.

"Permitindo que essa teoria coexista com o Universo em expansão, torna-se possível reinterpretar o desvio para o vermelho como um fenômeno híbrido, em vez de puramente devido à expansão," propõe ele.

Também têm aumentado os indícios de que a constante de Hubble pode não ser constante.
[Imagem: ESA/Hubble]

Constantes de acoplamento

Além da teoria da luz cansada de Zwicky, Gupta valeu-se da ideia de "constantes de acoplamento" em evolução, uma hipótese lançada por Paul Dirac (1902-1984). As constantes de acoplamento são constantes físicas fundamentais que governam as interações entre as partículas.

Segundo Dirac, essas constantes podem ter variado ao longo do tempo. Ao permitir que evoluam, o prazo para a formação das primeiras galáxias observadas pelo telescópio Webb em altos desvios para o vermelho pode ser estendido de algumas centenas de milhões de anos para vários bilhões de anos.

Isso forneceria uma explicação mais plausível para o nível avançado de desenvolvimento e de massa observados nessas antigas galáxias pelo novo telescópio espacial.

Além disso, Gupta sugere que a interpretação tradicional da constante cosmológica, que representa a energia escura responsável pela expansão acelerada do Universo, precisa de revisão. Em vez dela, ele propõe uma constante que explique a evolução das constantes de acoplamento. Essa modificação no modelo cosmológico ajudaria a resolver o quebra-cabeça das pequenas dimensões das galáxias observadas no início do Universo pelo Webb.

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