Nosso universo está se expandindo, mas nossas duas formas principais de medir a velocidade com que essa expansão está acontecendo resultaram em respostas diferentes. Na última década, os astrofísicos têm se dividido gradualmente em dois campos:um que acredita que a diferença é significativa, e outro que pensa que pode ser devido a erros de medição.

Se descobrir que os erros estão causando a incompatibilidade, isso confirmaria nosso modelo básico de como o universo funciona. A outra possibilidade apresenta um tópico que, quando puxado, sugeriria que alguma nova física fundamental ausente é necessária para costurá-la novamente. Por muitos anos, cada nova evidência de telescópios balançou o argumento para frente e para trás, dando origem ao que foi chamado de 'tensão de Hubble'.

Wendy Freedman, um astrônomo renomado e professor de Astronomia e Astrofísica da Universidade John e Marion Sullivan na Universidade de Chicago, fez algumas das medições originais da taxa de expansão do universo que resultou em um valor mais alto da constante de Hubble. Mas em um novo artigo de revisão aceito pelo Astrophysical Journal , Freedman dá uma visão geral das observações mais recentes. Sua conclusão:as últimas observações estão começando a fechar a lacuna.

Isso é, pode não haver um conflito afinal, e nosso modelo padrão do universo não precisa ser modificado significativamente.

A taxa na qual o universo está se expandindo é chamada de constante de Hubble, nomeado para UChicago alum Edwin Hubble, SB 1910, Ph.D. 1917, a quem se atribui a descoberta da expansão do universo em 1929. Os cientistas querem determinar essa taxa com precisão, porque a constante de Hubble está ligada à idade do universo e como ele evoluiu ao longo do tempo.

Uma ruga substancial surgiu na última década, quando os resultados dos dois principais métodos de medição começaram a divergir. Mas os cientistas ainda estão debatendo o significado da incompatibilidade.

Uma maneira de medir a constante de Hubble é olhando para uma luz muito fraca que sobrou do Big Bang, chamado de fundo de micro-ondas cósmico. Isso foi feito no espaço e no solo com instalações como o Telescópio do Pólo Sul conduzido por UChicago. Os cientistas podem alimentar essas observações em seu "modelo padrão" do universo primitivo e executá-lo no tempo para prever qual deveria ser a constante de Hubble hoje; eles obtêm uma resposta de 67,4 quilômetros por segundo por megaparsec.

O outro método é olhar para estrelas e galáxias no universo próximo, e medir suas distâncias e quão rápido eles estão se afastando de nós. Freedman tem sido um dos maiores especialistas neste método por muitas décadas; em 2001, sua equipe fez uma das medições de referência usando o Telescópio Espacial Hubble para imagens de estrelas chamadas Cefeidas. O valor que encontraram foi 72. Freedman continuou a medir as cefeidas nos anos desde então, revisar mais dados do telescópio a cada vez; Contudo, em 2019, ela e seus colegas publicaram uma resposta baseada em um método totalmente diferente usando estrelas chamadas gigantes vermelhas. A ideia era cruzar as Cefeidas com um método independente.

Gigantes vermelhas são estrelas muito grandes e luminosas que sempre atingem o mesmo brilho máximo antes de desaparecer rapidamente. Se os cientistas podem medir com precisão o real, ou intrínseco, brilho máximo dos gigantes vermelhos, eles podem então medir as distâncias de suas galáxias hospedeiras, uma parte essencial, mas difícil da equação. A questão principal é quão precisas são essas medições.

A primeira versão desse cálculo em 2019 usou um único, galáxia muito próxima para calibrar a luminosidade das estrelas gigantes vermelhas. Nos últimos dois anos, Freedman e seus colaboradores calcularam os números de várias galáxias e populações de estrelas diferentes. "Existem agora quatro maneiras independentes de calibrar as luminosidades da gigante vermelha, e eles concordam com 1% um do outro, "disse Freedman." Isso indica para nós que esta é uma maneira realmente boa de medir a distância. "

"Eu realmente queria olhar com atenção para as Cefeidas e os gigantes vermelhos. Eu conheço bem seus pontos fortes e fracos, "disse Freedman." Cheguei à conclusão de que não precisamos de uma nova física fundamental para explicar as diferenças nas taxas de expansão locais e distantes. Os novos dados da gigante vermelha mostram que eles são consistentes. "

Taylor Hoyt, estudante de graduação da Universidade de Chicago, que tem feito medições das estrelas gigantes vermelhas nas galáxias âncora, adicionado, "Continuamos medindo e testando as estrelas do ramo gigante vermelho de maneiras diferentes, e eles continuam superando nossas expectativas. "

O valor da constante de Hubble que a equipe de Freedman obtém dos gigantes vermelhos é 69,8 km / s / Mpc - virtualmente o mesmo que o valor derivado do experimento de fundo de micro-ondas cósmico. "Nenhuma nova física é necessária, "disse Freedman.

Os cálculos usando estrelas cefeidas ainda fornecem números mais altos, mas de acordo com a análise de Freedman, a diferença pode não ser preocupante. "As estrelas Cefeidas sempre foram um pouco mais barulhentas e um pouco mais complicadas de entender; são estrelas jovens nas regiões ativas de formação de estrelas das galáxias, e isso significa que há potencial para coisas como poeira ou contaminação de outras estrelas prejudicarem suas medições, " ela explicou.

Para ela, o conflito pode ser resolvido com melhores dados.

Próximo ano, quando o Telescópio Espacial James Webb for lançado, os cientistas começarão a coletar essas novas observações. Freedman e colaboradores já ganharam tempo no telescópio para um grande programa para fazer mais medições das Cefeidas e das estrelas gigantes vermelhas. “O Webb nos dará maior sensibilidade e resolução, e os dados ficarão realmente melhores, muito em breve, " ela disse.

Mas enquanto isso, ela queria dar uma olhada cuidadosa nos dados existentes, e o que ela descobriu foi que muito disso realmente concorda.

"É assim que a ciência procede, "Freedman disse." Você chuta os pneus para ver se algo murcha, e até agora, sem pneus furados. "

Alguns cientistas que estão torcendo por uma incompatibilidade fundamental podem ficar desapontados. Mas para Freedman, ambas as respostas são empolgantes.

"Ainda há espaço para uma nova física, mas mesmo se não houver, mostraria que o modelo padrão que temos é basicamente correto, que também é uma conclusão profunda a se chegar, "disse ela." Essa é a coisa interessante sobre a ciência:não sabemos as respostas com antecedência. Estamos aprendendo à medida que avançamos. É um momento realmente emocionante para se estar em campo. "