p O universo em expansão. Crédito:Shutterstock / sóis borboleta
p Tem havido um turbilhão de comentários recentes especulando que a aceleração do universo em expansão pode não ser real, afinal. p Segue-se a publicação deste mês de um novo olhar sobre as supernovas em nosso universo, que os pesquisadores dizem dar apenas uma "detecção marginal" da aceleração do universo.
p Isso parece ser um grande negócio, porque o Prêmio Nobel de 2011 foi concedido aos líderes de duas equipes que usaram supernovas para descobrir que a expansão do universo está se acelerando.
p Mas nunca vi uma tempestade dessas em uma xícara de chá. A nova análise, publicado em
Relatórios Científicos , mal altera o resultado original, mas coloca uma interpretação diferente (e na minha opinião enganosa) sobre isso.
p Então, por que este novo artigo afirma que a detecção de aceleração é "marginal"?
p Nós vamos, é marginal se você usar apenas um único conjunto de dados. Afinal, a maioria das grandes descobertas são inicialmente marginais. Se eles fossem mais óbvios, eles teriam sido descobertos antes.
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A evidência, até aqui
p Os dados da supernova por si só poderiam, com apenas um ligeiro alongamento, ser consistente com um universo que não acelera nem desacelera. Isso é conhecido desde a descoberta original, e não está sob disputa.
p Mas se você também adicionar mais uma informação - por exemplo, essa matéria existe - então não há nada de marginal nisso. Uma nova física é claramente necessária.
p Na verdade, se o universo não acelerou ou desacelerou, que é uma velha proposta revisitada neste novo artigo, nova física ainda seria necessária.
p Hoje em dia, o ponto importante é que, se você pegar todos os dados da supernova e jogá-los no lixo, ainda temos ampla evidência de que a expansão do universo se acelera.
p Por exemplo, na Austrália, fizemos um projeto chamado WiggleZ, que ao longo de cinco anos fez um levantamento das posições de quase um quarto de milhão de galáxias.
p O padrão das galáxias não é realmente aleatório, portanto, usamos esse padrão para colocar efetivamente um papel quadriculado sobre o universo e medir como seu tamanho muda com o tempo.
p Usar apenas esses dados mostra que o universo em expansão está se acelerando, e é independente de qualquer informação de supernova. O Prêmio Nobel foi concedido somente depois que esta e muitas outras técnicas de observação confirmaram as descobertas da supernova.
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Algo faltando no universo
p Outro exemplo é o Cosmic Microwave Background (CMB), que é o brilho residual do big bang e é uma das medições observacionais mais precisas do universo já feitas. Isso mostra que o espaço está muito próximo do plano.
p Enquanto isso, observações de galáxias mostram que simplesmente não há matéria ou matéria escura suficiente no universo para tornar o espaço plano. Cerca de 70% do universo está faltando.
p Então, quando observações de supernovas descobriram que 70% do universo é composto de energia escura, que resolveu a discrepância. As supernovas foram realmente medidas antes do CMB, então essencialmente previu que o CMB mediria um universo plano, uma previsão que foi confirmada lindamente.
p Portanto, a evidência de alguma nova física interessante é agora esmagadora.
p Eu poderia continuar, mas tudo o que sabemos até agora apóia o modelo no qual o universo acelera. Para obter mais detalhes, consulte esta revisão que escrevi sobre as evidências da energia escura.
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O que é essa 'energia escura'?
p Uma das críticas aos novos níveis de papel na cosmologia padrão é que a conclusão de que o universo está se acelerando depende do modelo. Isso é bastante justo.
p Normalmente os cosmologistas têm o cuidado de dizer que estamos estudando "energia escura", que é o nome que damos a tudo o que está causando a aparente aceleração da expansão do universo. (Muitas vezes deixamos de lado o "aparente" nessa frase, mas está lá por implicação.)
p "Energia escura" é um termo geral que usamos para cobrir muitas possibilidades, incluindo que a energia do vácuo causa aceleração, ou que precisamos de uma nova teoria da gravidade, ou mesmo que interpretamos mal a relatividade geral e precisamos de um modelo mais sofisticado.
p A principal característica que não está em disputa é que há alguma nova física significativa aparente nesses dados. Há algo que vai além do que sabemos sobre como o universo funciona - algo que precisa ser explicado.
p Então, vamos ver o que o novo jornal realmente fez. Para fazer isso, vamos usar uma analogia.
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Margens de medição
p Imagine que você está dirigindo um carro por uma estrada com limite de 60km / h. Você mede sua velocidade em 55km / h, mas seu hodômetro contém alguma incerteza. Você leva isso em consideração, e têm 99% de certeza de que está viajando entre 51km / he 59km / h.
p Agora, seu amigo chega e analisa seus dados de maneira um pouco diferente. Ela mede sua velocidade em 57km / h. Sim, é um pouco diferente da sua medição, mas ainda consistente porque seu odômetro não é tão preciso.
p Mas agora seu amigo diz:"Rá! Você estava apenas um pouco abaixo do limite de velocidade. É possível que você estivesse em alta velocidade!"
p Em outras palavras, a resposta não mudou significativamente, mas a interpretação dada no artigo pega o extremo da região permitida e diz "talvez o extremo seja verdadeiro".
p Para quem gosta de detalhes, o limite de três desvios padrão dos dados da supernova é grande o suficiente (apenas) para incluir um universo sem aceleração. Mas isso é apenas se não houver essencialmente matéria no universo e você ignorar todas as outras medições (veja a figura, abaixo).
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Melhorar a análise
p Este novo jornal está tentando fazer algo louvável. Ele está tentando melhorar a análise estatística dos dados (para comentários sobre sua análise, consulte).
p À medida que obtemos mais e mais dados e a incerteza em nossas medições diminui, torna-se cada vez mais importante levar em consideração cada detalhe.
p Na verdade, com o Dark Energy Survey, temos três pessoas trabalhando em tempo integral em testes e aprimoramento da análise estatística que usamos para comparar os dados das supernovas com a teoria.
p Reconhecemos a importância de análises estatísticas aprimoradas porque em breve teremos cerca de 3, 000 supernovas com as quais medir a aceleração com muito mais precisão do que as descobertas originais, que tinha apenas 52 supernovas entre eles. A amostra que este novo artigo reanalisa contém 740 supernovas.
p Uma nota final sobre as conclusões do artigo. Os autores sugerem que vale a pena considerar um universo não acelerado. Isso é bom. Mas voce e eu, a Terra, a Via Láctea e todas as outras galáxias deveriam se atrair gravitacionalmente.
p Portanto, um universo que apenas se expande a uma taxa constante é na verdade tão estranho quanto um que acelera. Você ainda precisa explicar por que a expansão não diminui devido à gravidade de tudo que ela contém.
p Portanto, mesmo que a alegação de não aceleração feita neste artigo seja verdadeira, a explicação ainda requer nova física, e a busca pela "energia escura" que o explica é tão importante.
p O ceticismo saudável é vital na pesquisa. Ainda há muito debate sobre o que está causando a aceleração, e se é apenas uma aceleração aparente que surge porque nossa compreensão da gravidade ainda não está completa.
p Na verdade, é isso que nós, cosmologistas profissionais, passamos todas as nossas carreiras investigando. O que este novo artigo e todos os artigos anteriores concordam é que há algo que precisa ser explicado.
p Os dados da supernova mostram que algo realmente estranho está acontecendo. A solução pode ser a aceleração, ou uma nova teoria da gravidade. O que quer que seja, continuaremos procurando por ele. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.