(Esquerda) O mapa tridimensional de matéria escura do universo inferido de uma das seis áreas de observação HSC é mostrado no fundo com vários tons de azul (áreas mais brilhantes têm mais matéria escura). O mapa foi inferido das distorções das formas das galáxias nos dados HSC, que são indicadas por varetas brancas. Os comprimentos do stick representam a quantidade de distorção e o ângulo do stick corresponde à direção da distorção. (Direita) As medições são ativadas pela luz de galáxias distantes que viaja pelo universo e é desviada pela matéria em diferentes épocas do universo, antes de chegar ao telescópio Subaru. Crédito:HSC Project / UTokyo
Combinar a teoria da relatividade de Einstein com um dos telescópios mais poderosos do mundo ajudou uma equipe internacional de pesquisadores a medir onde e como as estruturas de matéria escura crescem no universo. Sua análise sugere que as estruturas cósmicas podem estar evoluindo mais lentamente do que o previsto anteriormente.
Uma equipe liderada pelo Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo construiu um mapa da matéria escura ao longo da história do universo, analisando imagens de mais de dez milhões de galáxias. Os resultados parecem desafiar a compreensão atual das leis fundamentais da física.
"Se mais dados mostrarem que estamos certos, em seguida, sugere que algo está faltando em nosso entendimento atual do Modelo Padrão e da teoria geral da relatividade, "diz o físico Chiaki Hikage.
De acordo com a teoria geral da relatividade de Einstein, a gravidade distorce o espaço e o tempo. A data, esta teoria previu com sucesso a expansão do universo, a existência de buracos negros, e a curvatura da luz de objetos estelares distantes. Se os cosmologistas confirmarem que o universo observado está evoluindo mais lentamente do que a teoria prevê, significaria que todo um ramo da física ainda não foi descoberto.
A matéria escura é responsável pela formação de galáxias, e a energia escura é responsável por acelerar a expansão contínua do universo. Juntos, eles constituem 95 por cento do universo. Mapear a densidade da matéria escura no universo de hoje e reconstruir mapas históricos da matéria escura de 13 bilhões de anos atrás pode ajudar a estudar as mudanças na matéria escura ao longo do tempo. Essa comparação também pode elucidar como a energia escura influenciou o crescimento da matéria escura no universo.
Uma foto do curto vídeo "HSC Mass Map" de Kavli IMPU mostrando um mapa 3D de como a massa, incluindo matéria escura, é distribuído por todo o universo. Como mostra esta foto, as áreas com mais massa são representadas por cores vermelhas e amarelas mais brilhantes, e menos massa representada por azul e preto. Crédito:Projeto HSC
A matéria escura não é visível, mas seus efeitos podem ser vistos na forma das galáxias. Já que a gravidade de toda matéria, incluindo matéria escura invisível, curva o caminho da luz, galáxias distantes parecem distorcidas para observadores na Terra. Os pesquisadores podem calcular como a matéria escura é distribuída no universo por meio das distorções das galáxias.
Hikage e sua equipe analisaram imagens de dez milhões de galáxias da pesquisa Hyper Suprime-Cam (HSC). Esta câmera de 870 megapixels, anexado ao telescópio Subaru de 8,2 metros no cume de Maunakea, Havaí, examina o céu, desenhando um mapa detalhado do universo. Ele está permitindo que os pesquisadores estudem galáxias a bilhões de anos-luz da Terra. Essas galáxias existiram bilhões de anos atrás, mas sua luz só está alcançando a Terra hoje, possibilitando aos pesquisadores estudar o universo desde sua infância.
Usando as informações dessas imagens, os pesquisadores conseguiram fazer o mapa tridimensional mais detalhado da matéria escura do universo até hoje. O mapa era consistente com estudos anteriores. Contudo, também sugere que as estruturas cósmicas podem estar evoluindo mais lentamente do que o previsto por outras equipes de pesquisa.
Hikage explica que mais dados são necessários. "Com um pouco mais de trabalho, se pudermos obter melhor precisão, talvez possamos encontrar algo concreto. Este é um grande fator de motivação para mim. "
Os pesquisadores continuarão a analisar mais dados da Pesquisa HSC, trazendo-os mais perto de descobrir se a ciência precisa reescrever suas regras sobre o universo.
