A revelação neste verão da imagem cósmica mais precisa já tirada da distribuição da matéria escura deixou os astrofísicos se sentindo encantados e frustrados.

Por um lado, a nova foto tirada do universo "adulto", na segunda metade de sua história de 13,8 bilhões de anos - concorda estreitamente com as fotos do "bebê" tiradas separadamente nos últimos anos. Por outro lado, este acordo deixa pouco espaço para a descoberta de uma nova física que poderia revelar a identidade da matéria escura e um fenômeno ainda mais misterioso, energia escura.

Três pesquisadores participaram recentemente de uma mesa redonda, hospedado pela Fundação Kavli, sobre os novos resultados e suas implicações para a compreensão da história do universo.

"Estamos todos surpresos que essas duas imagens [do universo primitivo e moderno] concordem na medida em que concordam, "diz o cosmologista Scott Dodelson, um dos principais cientistas por trás dos novos resultados da Pesquisa de Energia Escura e presidente do Departamento de Física da Carnegie Mellon University. Anteriormente, ele trabalhou no Fermi National Accelerator Laboratory e foi afiliado ao Kavli Institute for Cosmological Physics da University of Chicago.

As novas descobertas, lançado em agosto de 2017, apoia fortemente o modelo padrão da cosmologia do Big Bang. De acordo com esta estrutura, o universo é principalmente "escuro, "composto de substâncias invisíveis que, em geral, não interaja com a matéria "normal" que compõe as pessoas, planetas e estrelas. Os resultados mostraram que a matéria escura constitui de 26 a 27 por cento do conteúdo do universo; energia escura, uma força que está acelerando a expansão do universo, é a parte do leão com cerca de 70 por cento; e, a matéria normal representa apenas 4 a 5 por cento do total.

"Quarenta anos atrás, ninguém teria adivinhado que aparentemente vivemos em um universo em que a maior parte da matéria são coisas que não interagem conosco, e a maior parte da energia nem é matéria! Ainda é super alucinante, "diz Risa Wechsler, professor associado de física da Universidade de Stanford e do SLAC National Accelerator Laboratory, bem como membro do Instituto Kavli de Astrofísica e Cosmologia de Partículas. Wechsler é um dos fundadores da Dark Energy Survey, que usa um telescópio na América do Sul para observar milhões de galáxias e inferir as distribuições de matéria escura ao seu redor.

Tão bem testado quanto o modelo padrão da cosmologia do Big Bang é, a identidade da matéria escura e da energia escura permanece indefinida. Muitos cientistas têm esperança de que novas observações, como os lançados em agosto, oferecerá pistas sobre o que está além dela, possivelmente forçando um repensar radical das teorias existentes.

George Efstathiou, que contribui para a Pesquisa de Energia Escura, atuou como líder da equipe científica da espaçonave Planck da Agência Espacial Européia. Foi Planck quem obteve a imagem "baby" do universo entre 2009 e 2013.

"Uma das minhas esperanças para Planck era que o modelo padrão de cosmologia quebrasse e isso não aconteceu, "diz Efstathiou, que é professor de astrofísica e ex-diretor do Instituto Kavli de Cosmologia da Universidade de Cambridge. "Mas não seria absolutamente ótimo para a cosmologia e para a física se isso acontecesse? Portanto, devemos nos conectar e ver. Talvez tenhamos sorte."

Como Efstathiou sugere, a Pesquisa de Energia Escura ainda pode levar a novos insights. Os novos resultados são baseados apenas no primeiro ano de observações do projeto, que terminará no próximo ano, após cinco anos. Todos esses novos dados "nos permitirão atingir o modelo padrão de cosmologia com a maior força possível, "diz Dodelson.

E novos projetos estão entrando em operação na década de 2020 que devem aumentar enormemente o escopo e os detalhes dos mapas de estruturas cósmicas e submeter nossas teorias atuais a testes ainda mais rigorosos.

"Minha aposta é que estamos olhando as coisas de maneira totalmente errada, "diz Dodelson." Alguém que tem oito anos hoje vai chegar e descobrir como dar sentido a todos os dados sem evocar novas substâncias misteriosas. "