A energia escura é real, dizem os astrónomos

2012-09-13

Os mapas extra-galácticos relevantes são representados como conchas a distâncias crescentes da Terra, da esquerda para a direita. O objecto mais próximo é a nossa galáxia, a Via Láctea, que é uma potencial fonte de ruído para a análise dos objectos mais distantes. Logo após estão seis conchas que contêm os mapas de milhões de galáxias distantes utilizados no estudo.

Estes mapas foram produzidos com dados de diferentes telescópios em diferentes comprimentos de onda, e foram codificados por cores para mostrar aglomerados de galáxias mais densos a vermelho e menos densos a azul. A última concha, maior, mostra a temperatura da radiação cósmica de fundo detectada pela sonda WMAP (vermelho-quente, azul-frio), que é a imagem mais distante do Universo conseguida, alcançando cerca de 46.000 mil milhões de anos-luz de distância. A equipa afirma ter detectado (com 99,996% de precisão) correlações muito pequenas entre os mapas de primeiro plano (à esquerda) e da radiação cósmica de fundo (à direita). Créditos: Terra: NASA/BlueEarth; Via Láctea: ESO/S. Brunier; CMB: NASA/WMAP

Depois de um estudo de dois anos, realizado por astrónomos da Universidade de Portsmouth e da Universidade LMU de Munique e liderado por Tommaso Giannantonio e Robert Crittenden, os cientistas concluem que a probabilidade de existência de energia escura é de 99,996%. Os resultados deste estudo foram publicados nos Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

"A energia escura é um dos grandes mistérios científicos do nosso tempo, por isso não é de estranhar que tantos investigadores questionem a sua existência” afirmou o professor Bob Nichol, um membro da equipa de Portsmouth. “Mas, com este nosso novo trabalho, estamos mais convictos do que nunca de que esta componente exótica do Universo é real - mesmo que ainda não tenhamos uma ideia daquilo em que consiste."

Há mais de uma década, ao observarem o brilho de supernovasdistantes, os astrónomos notaram que a expansão do Universo parecia estar a acelerar. A aceleração foi atribuída à força repulsiva associada à energia escura que agora se pensa constituir 73% do cosmos
. Os investigadores que fizeram esta descoberta receberam o Prémio Nobel de Física em 2011, mas a existência da energia escura continua a ser um aceso tema de debate.

Muitas outras técnicas têm sido utilizadas para confirmar a existência da energia escura mas resultaram apenas em provas indirectas da aceleração do universo ou atidas às suas próprias incertezas. A melhor evidência da energia escura vem do Efeito Integrado Sachs Wolfe (que deve o nome a Rainer Sachs e a Arthur Wolfe).

A radiação cósmica de fundo do calor residual do Big Bang, preenche todo o Universo. Em 1967, Sachs e Wolfe propuseram que os fotões desta radiação sofrem um efeito chamado redshift

gravitacional que torna o seu espectro irregular.

Em 1996, Robert Crittenden e Neil Turok sugeriram que os astrónomos poderiam olhar para essas pequenas mudanças na energia da luz comparando a temperatura da radiação com mapas de galáxias do Universo local.

Na ausência de energia escura, ou uma grande curvatura do Universo, não haveria correspondência entre os mapas da distante radiação cósmica de fundo e da distribuição das galáxias relativamente próximas. Mas a existência de energia escura produziria um efeito estranho e contra-intuitivo em que os fotões da radiação cósmica de fundo ganhariam energia ao viajarem através de grandes aglomerados de massa

O Efeito Integrado de Sachs Wolfe foi detectado pela primeira vez em 2003 e foi imediatamente apontado como prova da existência de energia escura e apresentado como "descoberta do ano" pela revista Science. Mas a correlação esperada entre os mapas era tão pequena que os resultados foram postos em causa e atribuídos a outras fontes, como a poeira presente na nossa galáxia.

No novo artigo, produto de quase dois anos de trabalho, a equipa voltou a examinar todos os argumentos contra a detecção do Efeito Integrado de Sachs Wolfe e também a melhorar os mapas usados no trabalho original. Depois de uma análise minuciosa, chegou-se à conclusão de que há 99,996% de probabilidade de a energia escura ser responsável pelas zonas mais quentes dos mapas da radiação cósmica de fundo (uma garantia semelhante à da descoberta do bosão de Higgs).

"Este trabalho também nos diz algo sobre possíveis modificações da teoria da Relatividade Geral

de Einstein", observou Tommaso Giannantonio, principal autor do estudo.

"Os próximos levantamentos da radiação cósmica de fundo e de galáxias deverão fornecer dados definitivos para que se possa confirmar a Relatividade Geral, incluindo a energia escura, ou então ainda mais intrigantes, que exijam uma compreensão completamente nova da gravidade."