p Uma imagem estática de uma animação que mostra a expansão do universo na cosmologia padrão 'Lambda Cold Dark Matter', que inclui a energia escura (painel superior esquerdo, vermelho), o novo modelo Avera, que considera a estrutura do universo e elimina a necessidade de energia escura (painel superior central, azul), e a cosmologia Einstein-de Sitter, o modelo original sem energia escura (painel superior direito, verde). O painel na parte inferior mostra o aumento do 'fator de escala' (uma indicação do tamanho) em função do tempo, onde 1Gya é 1 bilhão de anos. O crescimento da estrutura também pode ser visto nos painéis superiores. Um ponto representa aproximadamente um aglomerado de galáxias inteiro. As unidades de escala estão em Megaparsecs (Mpc), onde 1 Mpc é cerca de 3 milhões de milhões de km. Crédito:István Csabai et al
p Enigmática 'energia escura', pensado para representar 68% do universo, pode não existir de todo, de acordo com uma equipe húngaro-americana. Os pesquisadores acreditam que os modelos padrão do universo falham em levar em conta sua estrutura mutante, mas, uma vez feito isso, a necessidade de energia escura desaparece. A equipe publica seus resultados em um artigo em
Avisos mensais da Royal Astronomical Society . p Nosso universo foi formado no Big Bang, 13,8 bilhões de anos atrás, e tem se expandido desde então. A principal evidência para esta expansão é a lei de Hubble, com base em observações de galáxias, que afirma que, em média, a velocidade com que uma galáxia se afasta de nós é proporcional à sua distância.
p Os astrônomos medem essa velocidade de recessão observando as linhas do espectro de uma galáxia, que mudam mais para o vermelho quanto mais rápido a galáxia se afasta. Da década de 1920, mapear as velocidades das galáxias levou os cientistas a concluir que todo o universo está se expandindo, e que começou a vida como um ponto cada vez menor.
p Na segunda metade do século XX, astrônomos encontraram evidências de 'matéria escura' invisível observando que algo extra era necessário para explicar o movimento das estrelas dentro das galáxias. Acredita-se agora que a matéria escura compõe 27% do conteúdo do universo (em contraste, a matéria 'comum' equivale a apenas 5%).
p Observações das explosões de estrelas anãs brancas em sistemas binários, as chamadas supernovas Tipo Ia, na década de 1990, os cientistas chegaram à conclusão de que um terceiro componente, energia escura, representava 68% do cosmos, e é responsável por conduzir uma aceleração na expansão do universo.
p No novo trabalho, Os pesquisadores, liderado pelo estudante de doutorado Gábor Rácz da Universidade Eötvös Loránd na Hungria, questionar a existência de energia escura e sugerir uma explicação alternativa. Eles argumentam que os modelos convencionais de cosmologia (o estudo da origem e evolução do universo), dependem de aproximações que ignoram sua estrutura, e onde se presume que a matéria tem uma densidade uniforme.
Uma curta animação que mostra a expansão do universo na cosmologia padrão 'Lambda Cold Dark Matter', que inclui a energia escura (painel superior esquerdo vermelho), o novo modelo Avera, que considera a estrutura do universo e elimina a necessidade de energia escura (painel superior central, azul), e a cosmologia Einstein-de Sitter, o modelo original sem energia escura (canto superior direito, verde). O painel na parte inferior mostra o aumento do 'fator de escala' (uma indicação do tamanho) em função do tempo. O crescimento da estrutura também pode ser visto nos painéis superiores. Um ponto representa aproximadamente um aglomerado de galáxias inteiro. As unidades de escala estão em Megaparsecs (Mpc), onde 1 Mpc é cerca de 3 milhões de milhões de km. Crédito:István Csabai et al p "As equações da relatividade geral de Einstein que descrevem a expansão do universo são tão complexas matematicamente, que por cem anos nenhuma solução responsável pelo efeito das estruturas cósmicas foi encontrada. Sabemos por observações muito precisas de supernovas que o universo está se acelerando, mas, ao mesmo tempo, contamos com aproximações grosseiras das equações de Einstein, que podem introduzir efeitos colaterais graves, como a necessidade de energia escura, nos modelos desenhados para ajustar os dados observacionais. ”explica o Dr. László Dobos, co-autor do artigo, também na Eötvös Loránd University.
p Na prática, matéria normal e escura parecem preencher o universo com uma estrutura semelhante a uma espuma, onde as galáxias estão localizadas nas paredes finas entre as bolhas, e são agrupados em superaglomerados. Em contraste, o interior das bolhas está quase vazio de ambos os tipos de matéria.
p Usando uma simulação de computador para modelar o efeito da gravidade na distribuição de milhões de partículas de matéria escura, os cientistas reconstruíram a evolução do universo, incluindo a aglomeração inicial de matéria, e a formação de estrutura em grande escala.
p Ao contrário das simulações convencionais com um universo em expansão suave, levar a estrutura em consideração levou a um modelo em que diferentes regiões do cosmos se expandem em taxas diferentes. A taxa de expansão média, embora seja consistente com as observações atuais, o que sugere uma aceleração geral.
p O Dr. Dobos acrescenta:"A teoria da relatividade geral é fundamental para compreender a forma como o universo evolui. Não questionamos a sua validade; questionamos a validade das soluções aproximadas. As nossas descobertas baseiam-se numa conjectura matemática que permite a expansão diferencial do espaço , consistente com a relatividade geral, e mostram como a formação de estruturas complexas da matéria afeta a expansão. Esses problemas eram anteriormente varridos para debaixo do tapete, mas levá-los em consideração pode explicar a aceleração sem a necessidade de energia escura. "
p Se esta descoberta for mantida, poderia ter um impacto significativo nos modelos do universo e na direção da pesquisa em física. Nos últimos 20 anos, astrônomos e físicos teóricos têm especulado sobre a natureza da energia escura, mas permanece um mistério não resolvido. Com o novo modelo, Csabai e seus colaboradores esperam, no mínimo, iniciar um debate animado.
