p Um dos mistérios não resolvidos da ciência moderna é por que a expansão do universo parece estar se acelerando. Alguns cientistas argumentam que é devido a uma energia escura teórica que neutraliza a atração da gravidade, enquanto outros pensam que a própria teoria da gravidade há muito aceita por Albert Einstein pode precisar ser modificada. p Enquanto os astrofísicos procuram respostas nas montanhas de dados coletados de observações astronômicas, eles estão descobrindo que inconsistências nesses dados podem levar à verdade.

p "Isso é como uma história de detetive, onde evidências ou testemunhos inconsistentes podem levar à resolução do quebra-cabeça, "disse o Dr. Mustapha Ishak-Boushaki, professor de astrofísica na Escola de Ciências Naturais e Matemática da Universidade do Texas em Dallas.

p Ishak-Boushaki e seu aluno de doutorado Weikang Lin desenvolveram uma nova ferramenta matemática que identifica e quantifica inconsistências em dados cosmológicos coletados por várias missões e experimentos científicos. Suas descobertas podem lançar luz sobre o enigma da aceleração cósmica e ter um impacto significativo em nossa compreensão do universo.

p Sua pesquisa mais recente, publicado em outubro passado na revista Revisão Física D , foi apresentado em 4 de junho em uma reunião da American Astronomical Society em Denver.

p "As inconsistências que encontramos precisam ser resolvidas à medida que avançamos em direção a uma cosmologia mais precisa e exata, "Ishak-Boushaki disse." As implicações dessas discrepâncias são que alguns de nossos conjuntos de dados atuais têm erros sistemáticos que precisam ser identificados e removidos, ou que o modelo cosmológico subjacente que estamos usando está incompleto ou tem problemas. "

p Um Universo Modelo

p Os astrofísicos usam um modelo padrão de cosmologia para descrever a história, evolução e estrutura do universo. A partir deste modelo, eles podem calcular a idade do universo ou quão rápido ele está se expandindo. O modelo inclui equações que descrevem o destino final do universo - se ele continuará se expandindo, ou eventualmente desacelerar sua expansão devido à gravidade e colapsar sobre si mesma em uma grande crise.

p Existem várias variáveis ​​- chamadas de parâmetros cosmológicos - embutidas nas equações do modelo. Os valores numéricos para os parâmetros são determinados a partir de observações e incluem fatores como a velocidade com que as galáxias se afastam umas das outras e as densidades da matéria, energia e radiação no universo.

p Mas há um problema com esses parâmetros. Seus valores são calculados usando conjuntos de dados de muitos experimentos diferentes, e às vezes os valores não concordam. O resultado:erros sistemáticos em conjuntos de dados ou incerteza no modelo padrão.

p "Nossa pesquisa está analisando o valor desses parâmetros, como eles são determinados a partir de vários experimentos, e se há acordo sobre os valores, "Ishak-Boushaki disse.

p Nova ferramenta encontra inconsistências

p A equipe UT Dallas desenvolveu uma nova medida, chamado de índice de inconsistência, ou IOI, que dá um valor numérico para o grau de discordância entre dois ou mais conjuntos de dados. As comparações com um IOI maior que 1 são consideradas inconsistentes. Aqueles com um IOI acima de 5 são classificados como fortemente inconsistentes.

p Por exemplo, os pesquisadores usaram seu IOI para comparar cinco técnicas diferentes para determinar o parâmetro de Hubble, que está relacionado à taxa na qual o universo está se expandindo. Uma dessas técnicas - conhecida como medição local - baseia-se na medição das distâncias a estrelas em explosão relativamente próximas chamadas supernovas. As outras técnicas baseiam-se em observações de diferentes fenômenos a distâncias muito maiores.

p “Descobrimos que há um acordo entre quatro de cinco desses métodos, mas o parâmetro de Hubble da medição local de supernovas não está de acordo. É como um outlier, "Ishak-Boushaki disse." Em particular, há uma clara tensão entre a medição local e a da missão científica do Planck, que caracterizou a radiação cósmica de fundo em microondas. "

p Para complicar as coisas, vários métodos foram usados ​​para determinar essa medição local, e todos eles produziram um valor de Hubble semelhante, ainda em desacordo com Planck e outros resultados.

p "Por que essa medição local do parâmetro de Hubble se destaca em desacordo significativo com Planck?" Ishak-Boushaki perguntou.

p Ele e Lin também aplicaram sua ferramenta IOI a cinco conjuntos de dados observacionais relacionados à estrutura em grande escala do universo. Os parâmetros cosmológicos calculados usando esses cinco conjuntos de dados estavam em forte desacordo, tanto individual quanto coletivamente, com parâmetros determinados por observações de Planck.

p "Isso é muito intrigante. Isso nos diz que o universo nas maiores escalas observáveis ​​pode se comportar de maneira diferente do universo em escalas intermediárias ou locais, "Ishak-Boushaki disse." Isso nos leva a questionar se a teoria da gravidade de Albert Einstein é válida desde escalas pequenas até escalas muito grandes no universo. "

p Os pesquisadores da UT Dallas disponibilizaram sua ferramenta IOI para uso de outros cientistas. Ishak-Boushaki disse que a Dark Energy Science Collaboration, parte do projeto Large Synoptic Survey Telescope, usará a ferramenta para procurar inconsistências entre os conjuntos de dados.

p "Essas inconsistências estão começando a aparecer mais agora porque nossas observações progrediram para um nível de precisão onde podemos vê-las, "disse Ishak-Boushaki, que publicou seu primeiro artigo sobre as inconsistências em 2005. "Precisamos dos valores certos para esses parâmetros cosmológicos porque isso tem implicações importantes para a nossa compreensão do universo."