Na próxima vez que você comer um muffin de baga, pense no que aconteceu com os mirtilos na massa enquanto a doçura assava. Os mirtilos ficaram em um lugar, mas conforme o pão crescia, os frutos começaram a se afastar uns dos outros. Se você pudesse ficar em cima de uma baga, veria todos os outros se afastarem de você, mas o mesmo será verdadeiro para qualquer outra baga que você escolher. Nesse sentido, as galáxias são como frutas em um cupcake.
Desde o Big Bang, o universo tem se expandido implacavelmente. O estranho é que não existe um único lugar a partir do qual o universo está se expandindo - em vez disso, todas as galáxias estão (em média) se afastando de outras. Do nosso ponto de vista na galáxia Via Láctea, parecerá que a maioria das galáxias está se afastando de nós - como se fôssemos o centro de nosso universo semelhante a um bolo. Mas olhe de qualquer outra galáxia e a visão será exatamente a mesma.
Para confundi-lo ainda mais, uma nova pesquisa sugere que a taxa na qual o universo se expande pode ser diferente, dependendo de quão longe você olha no tempo. Novos dados, publicados no Astrophysical Journal, indicam que é hora de repensar nossa compreensão do espaço.
Mistério Hubble
Os cosmologistas caracterizam a expansão do universo por uma lei simples - a lei de Hubble (em homenagem a Edwin Hubble). A Lei de Hubble é a observação de que galáxias mais distantes se afastam mais rápido. Isso significa que as galáxias próximas se movem relativamente devagar.
A relação entre velocidade e distância à galáxia é determinada pela "constante de Hubble" - 70 km / s / Mpc. Isso significa que a galáxia se move cerca de 90.000 km por hora para cada milhão de anos-luz de distância de nós.
Esta expansão do universo, com galáxias próximas se afastando mais lentamente do que galáxias distantes, é esperada de um espaço em expansão uniforme com energia escura (uma força invisível que acelera a expansão do universo) e matéria escura (uma forma desconhecida e invisível de matéria, que é cinco vezes maior do que o normal). O mesmo pode ser observado em um muffin com frutas vermelhas.
Vídeo promocional:
A história da medição da constante de Hubble está cheia de dificuldades e revelações inesperadas. Em 1929, o próprio Hubble acreditava que seu valor deveria ser da ordem de 600.000 km por hora por milhão de anos-luz - cerca de dez vezes mais do que é medido atualmente. As tentativas de medir com precisão a constante de Hubble ao longo dos anos levaram à descoberta inadvertida de energia escura. Encontrar informações sobre esse misterioso tipo de energia, que responde por 70% da energia do universo, inspirou o lançamento do melhor telescópio espacial do mundo (até hoje), batizado em homenagem ao Hubble.
O problema é que os resultados das duas medições mais precisas não concordam e não se correlacionam. Uma vez que as medições cosmológicas se tornaram tão precisas que mostraram o valor da constante de Hubble, ficou óbvio que isso não fazia sentido. Em vez de um, temos dois resultados conflitantes.
Por um lado, temos novas medições precisas da radiação cósmica de fundo - o pós-brilho do Big Bang - feitas pela missão Planck, que mediu a constante de Hubble em 67,4 km / s / Mpc.
Por outro lado, temos novas medições de estrelas pulsantes em galáxias próximas, também incrivelmente precisas, que mediram a constante de Hubble em 73,4 km / s / Mpc. Eles estão mais próximos de nós no tempo.
Ambas as medições afirmam ser corretas e muito precisas. A discrepância entre as medições é de cerca de 500 km por hora por milhão de anos-luz, então os cosmologistas chamam isso de "tensão" entre duas dimensões - eles meio que estendem as estatísticas em direções diferentes, e deve entrar em colapso em algum lugar.
Nova física?
Como isso vai entrar em colapso? Ninguém sabe no momento. Talvez nosso modelo cosmológico esteja errado. Pode-se ver que o universo está se expandindo mais rápido perto de nós do que poderíamos esperar, a partir de dimensões mais distantes. As medições da radiação cósmica de fundo não medem a expansão local, mas sim através de um modelo - nosso modelo cosmológico. Ela tem sido extremamente bem-sucedida em prever e descrever muitos dos dados observáveis no universo.
Portanto, embora esse modelo possa estar errado, ninguém apareceu com um modelo simples e convincente que possa explicar isso e tudo o que observamos. Por exemplo, poderíamos tentar explicar isso com uma nova teoria da gravidade, mas outras observações não se encaixam. Ou pode ser explicado pela nova teoria da matéria escura ou energia escura, mas então outras observações não funcionarão - e assim por diante. Portanto, se essa "tensão" está associada à nova física, ela deve ser complexa e desconhecida.
Uma explicação menos interessante seria “incógnitas desconhecidas” nos dados causados por efeitos sistemáticos, e uma análise mais detalhada revelará um dia um efeito sutil que foi perdido. Ou pode ser apenas um acaso estatístico que desaparecerá quando mais dados forem coletados.
Atualmente não está claro qual combinação de nova física, efeitos sistemáticos ou novos dados resolverá essas tensões, mas algo certamente ficará claro. A imagem do universo como um bolo em expansão pode estar errada, e os cosmologistas são desafiados a criar uma imagem diferente. Se uma nova física for necessária para explicar as novas dimensões, o resultado mudará nossa compreensão do espaço.
Ilya Khel
