Os astrônomos sabem há duas décadas que a expansão do universo está se acelerando, mas a física dessa expansão permanece um mistério. Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade do Havaí em Mānoa fez uma nova previsão - a energia escura responsável por esse crescimento acelerado vem de um vasto mar de objetos compactos espalhados pelos vazios entre as galáxias. Esta conclusão faz parte de um novo estudo publicado na The Astrophysical Journal .

Em meados da década de 1960, os físicos sugeriram pela primeira vez que o colapso estelar não deveria formar verdadeiros buracos negros, mas, em vez disso, deve formar Objetos Genéricos de Energia Escura (GEODEs). Ao contrário dos buracos negros, GEODEs não "quebram" as equações de Einstein com singularidades. Em vez de, uma camada giratória envolve um núcleo de energia escura. Visto de fora, GEODEs e buracos negros parecem quase iguais, mesmo quando os "sons" de suas colisões são medidos por observatórios de ondas gravitacionais.

Porque GEODEs imitam buracos negros, presumia-se que eles se moviam através do espaço da mesma forma que os buracos negros. "Isso se torna um problema se você quiser explicar a expansão acelerada do universo, "disse o pesquisador do Departamento de Física e Astronomia da UH Mānoa Kevin Croker, autor principal do estudo. "Apesar de termos provado no ano passado que os GEODEs, em princípio, poderia fornecer a energia escura necessária, você precisa de muitos GEODEs antigos e enormes. Se eles se movessem como buracos negros, ficando perto da matéria visível, galáxias como a nossa Via Láctea teriam sido interrompidas. ''

Croker colaborou com o estudante de graduação do Departamento de Física e Astronomia da UH Mānoa, Jack Runburg, e Duncan Farrah, um membro do corpo docente do UH Institute for Astronomy e do departamento de Física e Astronomia, para investigar como os GEODEs se movem no espaço. Os pesquisadores descobriram que a camada giratória em torno de cada GEODE determina como eles se movem em relação uns aos outros. Se suas camadas externas giram lentamente, GEODEs se aglomeram mais rapidamente do que buracos negros. Isso ocorre porque os GEODEs ganham massa com o crescimento do próprio universo. Para GEODEs com camadas que giram perto da velocidade da luz, Contudo, o ganho de massa passa a ser dominado por um efeito diferente e os GEODEs começam a se repelir. "A dependência do spin foi realmente inesperada, "disse Farrah." Se confirmado por observação, seria uma classe inteiramente nova de fenômeno. "

A equipe resolveu as equações de Einstein partindo do pressuposto de que muitas das estrelas mais antigas, que nasceram quando o universo tinha menos de 2 por cento de sua idade atual, formaram GEODEs quando morreram. À medida que esses antigos GEODEs se alimentavam de outras estrelas e gás interestelar abundante, eles começaram a girar muito rapidamente. Depois de girar rápido o suficiente, a repulsão mútua dos GEODEs fez com que a maioria deles se 'distanciasse socialmente' em regiões que eventualmente se tornariam os vazios vazios entre as galáxias atuais.

Este estudo apóia a posição de que GEODEs podem resolver o problema da energia escura enquanto permanecem em harmonia com diferentes observações em grandes distâncias. GEODEs ficam longe das galáxias atuais, portanto, eles não interrompem delicados pares de estrelas contados na Via Láctea. O número de GEODEs antigos necessários para resolver o problema da energia escura é consistente com o número de estrelas antigas. GEODEs não interrompem a distribuição medida das galáxias no espaço porque se separam da matéria luminosa antes que ela forme as galáxias atuais. Finalmente, GEODEs não afetam diretamente as ondulações suaves no pós-brilho do Big Bang, porque eles nascem de estrelas mortas centenas de milhões de anos após a liberação dessa radiação cósmica de fundo.

Os pesquisadores estavam cautelosamente otimistas sobre seus resultados. "Foi pensado que, sem uma detecção direta de algo diferente de uma assinatura Kerr [Black Hole] do LIGO-Virgo [observatórios de ondas gravitacionais], você nunca seria capaz de dizer que existiam GEODEs, "disse Farrah. Croker acrescentou, "mas agora que temos uma compreensão mais clara de como as equações de Einstein ligam o grande e o pequeno, conseguimos fazer contato com dados de muitas comunidades, e uma imagem coerente está começando a se formar. "

De acordo com Runburg, cujo principal interesse de pesquisa não está relacionado aos GEODEs, "a conseqüência mais emocionante, para mim, é que comunidades de pesquisadores antes desconectadas agora têm um terreno comum. Quando diferentes comunidades trabalham juntas, o todo sempre se torna algo maior do que a soma das partes. "