Telescópio Espacial ajuda cientistas a resolver mistério na cosmologia
Pesquisadores em astrofísica buscam medir qual é a taxa de expansão do universo
Imagine que o universo é como um balão que está sendo inflado. Quanto maior o balão, mais rápido os pontos na superfície se afastam uns dos outros. O mesmo acontece com as galáxias no espaço! Uma crise começou justamente quando os astrofísicos mediram a taxa a qual o universo se expande, e ela já dura uma década.
Pelo primeiro método, são utilizadas estrelas supernovas do tipo 1a (SN 1a).
Estrelas supernovas são estrelas que explodem ao final de sua vida. E as supernovas do tipo 1a são um caso especifico de super nova que explodem devido ao rápido acúmulo de massa de uma estrela companheira. Elas vão raptando massa até que não aguentam mais o seu peso e explodem.
Por isso, elas sempre emitem o mesmo brilho. Assim, quando observamos uma estrela deste tipo e seu brilho parece menor, é porque ela está mais longe. Dessa forma, os astrônomos conseguem estimar a distância dessas estrelas até nós.
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O melhor é que essas estrelas brilham mais do que uma galáxia inteira, e dessa forma conseguimos medir a distância das galáxias que possuem estrelas como essas.
Utilizando essa técnica, os cientistas encontraram uma taxa de 73,2 km/s por megaparsec. Essa taxa também é chamada de "constante de Hubble", em homenagem ao astrônomo que descobriu que universo estava se expandindo. Os primeiros dados coletados com este método foram obtidos por meio do telescópio espacial Hubble.
Evolução do método
Tudo ia bem até que foi descoberto outro método mais preciso. Ele analisa a famosa radiação cósmica de fundo (da sigla em inglês, CMB). Essa radiação pode ser observada em qualquer direção e era responsável pelo chiado nas imagens, no tempo da TV de sinal analógico.
Para medir essa expansão usando a radiação cósmica de fundo (CMB), os cientistas analisam um brilho fraco que sobrou do Big Bang. Esse brilho tem pequenos padrões e ondulações que funcionam como uma “impressão digital” do universo primitivo.
Ao estudar esses padrões com telescópios espaciais, conseguimos calcular a taxa de crescimento do universo, ou seja, sua velocidade de expansão. Hoje, o melhor equipamento para medir a CMB é o telescópio espacial Planck, em homenagem ao pai da Quântica, Max Planck.
Com esse método, a taxa de expansão do universo foi de 67,4 km/s por megaparsec - menor do que o valor obtido pelo Telescópio Espacial Hubble. Os valores podem até ser diferentes, mas o problema é que estão muito diferentes, fora de uma margem de erro tolerável (5 sigmas).
É como um analista de mercado dizer que as ações vão subir e outro dizer que vai cair. Quem está certo? Afinal, somente um pode acertar. Foi isso que gerou a tão famosa crise na cosmologia.
Os primeiros dados do Planck foram publicados em 2013, mas só em 2015 a precisão foi suficiente para os cientistas perceberem que as medidas eram divergentes. Assim, a crise já dura seus 10 anos.
Novos cálculos
Em setembro de 2024, eu calculei um valor teórico para constante de Hubble de 70,8 km/s por megaparsec, aplicando uma nova teoria da gravidade relacionada à expansão do universo.
Cheguei a submeter para uma revista científica, mas não foi aceito. Uma pena: vejo as coisas tão bem encaixadas que não poderia ser coincidência. Para quem quiser conferir, vou deixar o link do trabalho aqui.
Na semana que escrevo este texto, encontrei um artigo de uma das maiores especialistas no assunto, a professora Dra. Wendy L. Freedman, da Universidade de Chicago (EUA). Trata-se do seu mais recente trabalho, publicado em 27 de maio de 2025, na conceituada revista The Astrophysical Journal.
Ela e seus colaboradores utilizaram dados do telescópio espacial James Webb por meio do brilho de estrelas Gigantes Vermelhas, que em determinado momento da vida emitem flashes que podem ser observados até em outras galáxias, em substituição ao método das supernovas.
A equipe da doutora Freedman encontrou um melhor valor estatístico de 70,4 km/s por megaparsec. E concorda plenamente com minha estimativa. Eu fico feliz principalmente pelo resultado. Fazer pontos com as observações é um privilégio para poucos trabalhos teóricos, principalmente nos dias de hoje, depois de tantas descobertas.
Qual é a importância do James Webb?
O James Webb tem um alcance e uma resolução muito maior do que seus antecessores, o que permite analisar bem mais galáxias. Isso torna a nova medida muito mais precisa em relação às outras.
Como é um valor intermediário, esse valor concorda com as medidas do Planck dentro de uma margem de erro tolerável (menor do que 5 sigma). Dada a tremenda importância do problema resolvido, a doutora Freedman deve receber o prêmio Nobel, nos próximos anos.
*Esse texto reflete, exclusivamente, a opinião do autor.