Da próxima vez que você comer um muffin de mirtilo (ou de gotas de chocolate), considere o que aconteceu com os mirtilos na massa quando foi assada. Os mirtilos começaram todos esmagados, mas conforme o muffin se expandia, eles começaram a se afastar um do outro. Se você pudesse sentar em um mirtilo, você veria todos os outros se afastando de você, mas o mesmo vale para qualquer mirtilo que você escolher. Nesse sentido, as galáxias são muito parecidas com mirtilos.

Desde o Big Bang, o universo está se expandindo. O estranho é que não existe um único lugar a partir do qual o universo está se expandindo, mas sim todas as galáxias estão (em média) se afastando de todas as outras. De nossa perspectiva na galáxia da Via Láctea, parece que a maioria das galáxias está se afastando de nós - como se fôssemos o centro de nosso universo parecido com um muffin. Mas seria exatamente igual em qualquer outra galáxia - tudo está se afastando de todo o resto.

Para tornar as coisas ainda mais confusas, novas observações sugerem que a taxa dessa expansão no universo pode ser diferente dependendo de quão longe você olha para trás no tempo. Esses novos dados, publicado no Astrophysical Journal , indica que pode ser hora de revisar nossa compreensão do cosmos.

Desafio de Hubble

Os cosmologistas caracterizam a expansão do universo em uma lei simples conhecida como Lei de Hubble (nomeada em homenagem a Edwin Hubble - embora na verdade muitas outras pessoas tenham se antecipado à descoberta de Hubble). A Lei de Hubble é a observação de que galáxias mais distantes estão se afastando em um ritmo mais rápido. Isso significa que as galáxias que estão próximas estão se afastando de forma relativamente lenta em comparação.

A relação entre a velocidade e a distância de uma galáxia é definida pela "Constante de Hubble", que é cerca de 44 milhas (70 km) por segundo por Mega Parsec (uma unidade de comprimento em astronomia). O que isso significa é que uma galáxia ganha cerca de 50, 000 milhas por hora para cada milhão de anos-luz de distância de nós. No tempo que você leva para ler esta frase, uma galáxia a um milhão de anos-luz de distância se afasta cerca de 160 quilômetros a mais.

Esta expansão do universo, com galáxias próximas se afastando mais lentamente do que galáxias distantes, é o que se espera de um cosmos em expansão uniforme com energia escura (uma força invisível que faz com que a expansão do universo se acelere) e matéria escura (uma forma desconhecida e invisível de matéria que é cinco vezes mais comum do que a matéria normal). Isso é o que também se observaria de mirtilos em um muffin em expansão.

A história da medição da constante de Hubble tem sido repleta de dificuldades e revelações inesperadas. Em 1929, O próprio Hubble pensou que o valor deve ser cerca de 342, 000 milhas por hora por milhão de anos-luz - cerca de dez vezes maior do que o que medimos agora. As medições de precisão da constante de Hubble ao longo dos anos é o que realmente levou à descoberta inadvertida da energia escura. A busca para descobrir mais sobre este tipo misterioso de energia, que compõe 70% da energia do universo, inspirou o lançamento do (atualmente) melhor telescópio espacial do mundo, nomeado após Hubble.

Cosmic showstopper

Agora, parece que essa dificuldade pode continuar como resultado de duas medições altamente precisas que não concordam entre si. Assim como as medições cosmológicas se tornaram tão precisas que se esperava que o valor da constante de Hubble fosse conhecido de uma vez por todas, em vez disso, descobriu-se que as coisas não fazem sentido. Em vez de um, agora temos dois resultados espetaculares.

Por um lado, temos as novas medições muito precisas do Fundo Cósmico de Microondas - o brilho residual do Big Bang - da missão Planck, que mediu a Constante de Hubble em cerca de 46, 200 milhas por hora por milhão de anos-luz (ou usando unidades cosmologistas de 67,4 km / s / Mpc).

Por outro lado, temos novas medições de estrelas pulsantes em galáxias locais, também extremamente preciso, que mediu a Constante de Hubble em 50, 400 milhas por hora por milhão de anos-luz (ou usando unidades cosmologistas 73,4 km / s / Mpc). Eles estão mais próximos de nós no tempo.

Ambas as medições afirmam que seus resultados são corretos e muito precisos. As incertezas das medições são de apenas cerca de 300 milhas por hora por milhão de anos-luz, então realmente parece que há uma diferença significativa no movimento. Os cosmologistas referem-se a esta discordância como "tensão" entre as duas medições - ambas estão estatisticamente extraindo resultados em direções diferentes, e algo tem que estalar.

Nova física?

Então, o que vai quebrar? No momento, o júri está decidido. Pode ser que nosso modelo cosmológico esteja errado. O que está sendo visto é que o universo está se expandindo mais rápido nas proximidades do que esperaríamos com base em medições mais distantes. As medições de fundo de micro-ondas cósmicas não medem a expansão local diretamente, mas sim inferir isso por meio de um modelo - nosso modelo cosmológico. Isso tem sido tremendamente bem-sucedido em prever e descrever muitos dados observacionais no universo.

Portanto, embora este modelo possa estar errado, ninguém apareceu com um modelo simples e convincente que possa explicar isso e, ao mesmo tempo, explicar tudo o mais que observamos. Por exemplo, podemos tentar explicar isso com uma nova teoria da gravidade, mas então outras observações não se encaixam. Ou podemos tentar explicá-lo com uma nova teoria da matéria escura ou energia escura, mas então outras observações não cabem - e assim por diante. Então, se a tensão é devido à nova física, deve ser complexo e desconhecido.

Uma explicação menos emocionante poderia ser que existem "incógnitas desconhecidas" nos dados causadas por efeitos sistemáticos, e que uma análise mais cuidadosa pode um dia revelar um efeito sutil que foi esquecido. Ou pode ser apenas um acaso estatístico, isso desaparecerá quando mais dados forem coletados.

Atualmente não está claro qual combinação de nova física, efeitos sistemáticos ou novos dados resolverão essa tensão, mas algo tem que ceder. A expansão da imagem de muffin do universo pode não funcionar mais, e os cosmologistas estão em uma corrida para ganhar uma "grande competição cósmica" para explicar esse resultado. Se uma nova física for necessária para explicar essas novas medições, então o resultado será uma mudança espetacular de nossa imagem do cosmos.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.