Hubble descobre que o Universo se expande mais rápido do que pensávamos

Duas medidas da constante de Hubble discordam.

O universo está se expandindo mais rápido do que o esperado, sugerindo que os astrônomos podem ter que incorporar alguma nova física em suas teorias de como o cosmos funciona, relata um novo estudo.

A taxa revisada de expansão é cerca de 10% mais rápida do que a prevista pelas observações da trajetória do universo logo após o Big Bang, de acordo com a nova pesquisa. O estudo também reduz significativamente a probabilidade de que essa disparidade seja uma coincidência, de 1 em 3.000 para apenas 1 em 100.000.

“Esse descompasso tem crescido e agora chegou a um ponto que é realmente impossível descartar como uma casualidade”, disse o autor principal do estudo, Adam Riess, professor de física e astronomia da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, em comunicado.

“Isso não é o que esperávamos”, disse Riess, que ganhou o Prêmio Nobel de Física em 2011 (junto com Brian Schmidt e Saul Perlmutter) por mostrar, no final dos anos 90, que a expansão do universo está se acelerando. Não está claro o que está impulsionando essa aceleração surpreendente, mas muitos astrônomos invocam uma força misteriosa e repulsiva chamada energia escura.

No novo estudo, Riess e seus colegas usaram o Telescópio Espacial Hubble para estudar 70 estrelas variáveis Cepheid na Large Magellanic Cloud (LMC), uma das galáxias satélites da Via Láctea. As variáveis cefeidas diminuem e clareiam a taxas previsíveis e são, portanto, “velas padrão” que permitem aos astrônomos calcular distâncias.

Um vídeo do site Space.com tenta traduzir para pessoas mais leigas como são feitas essas medições e suas conclusões.

(Outro tipo de vela padrão, as explosões de estrelas conhecidas como supernovas Tipo 1a, permitem aos cientistas medir distâncias ainda mais longe no espaço. Estudos de Riess, Schmidt e Perlmutter sobre as supernovas do Tipo 1a levaram à sua descoberta ganhadora do Nobel.)

Riess e sua equipe também incorporaram observações feitas pelo Projeto Araucária, uma colaboração envolvendo pesquisadores nos Estados Unidos, Europa e Chile, que estudaram vários sistemas estelares binários LMC, observando o escurecimento que ocorreu quando uma estrela passou na frente de seu vizinho. Este trabalho forneceu medidas de distância adicionais, ajudando a equipe do estudo a melhorar sua compreensão do brilho intrínseco dos Cefeidas.

Os pesquisadores usaram todas essas informações para calcular a taxa de expansão atual do universo, um valor conhecido como a constante de Hubble, em homenagem ao astrônomo americano Edwin Hubble. O novo número é de cerca de 46,0 milhas (74,03 quilômetros) por segundo por megaparsec; um megaparsec é de aproximadamente 3,26 milhões de anos-luz.

A incerteza associada a esse número é de apenas 1,9%, disseram os pesquisadores. Esse é o menor valor de incerteza até hoje calculado com base nessa abordagem – de cerca de 10% em 2001 e 5% em 2009.

A taxa de expansão “esperada”, por outro lado, é de cerca de 41,9 milhas (67,4 km) por segundo por megaparsec. Esta taxa projetada é baseada em observações que o satélite Planck da Europa fez do fundo de microondas cósmico – a luz que sobrou do Big Bang que criou o universo 13,82 bilhões de anos atrás.

“Não se trata apenas de dois experimentos discordantes. Estamos medindo algo fundamentalmente diferente”, disse Riess.

“Um é uma medida de quão rápido o universo está se expandindo hoje, como o vemos. O outro é uma previsão baseada na física do universo primitivo e em medidas de quão rápido ele deve estar se expandindo”, acrescentou. “Se esses valores não concordarem, haverá uma forte probabilidade de que estamos perdendo algo no modelo cosmológico que conecta as duas eras.”

O novo estudo foi publicado ontem (25 de abril) no The Astrophysical Journal. Você pode lê-lo gratuitamente no site de pré-impressão online arXiv.org.