Uma equipe de astrônomos usando o W.M. O Observatório Keck encontrou evidências de que a expansão do universo foi mais gradual nos estágios iniciais de sua existência do que se pensava.

Utilizando quasares, objetos extremamente brilhantes alimentados por buracos negros supermassivos, como sinais cósmicos, o grupo mediu com precisão a rapidez com que o Universo se expandia há 13 mil milhões de anos. Eles descobriram que nesta época inicial o universo era cerca de cinco vezes mais lento do que é hoje. Esta é a visão mais detalhada já feita do universo quando ele tinha apenas 890 milhões de anos.

A taxa de expansão, ou constante de Hubble, é um ingrediente chave para medir a idade e a evolução do universo. Ao fazer medições precisas da constante de Hubble em diferentes momentos, os astrónomos podem aprender como a taxa de expansão mudou ao longo do tempo e restringir as propriedades do Universo, incluindo a quantidade de matéria normal, matéria escura e energia escura.

O novo resultado confirma modelos baseados na teoria cosmológica predominante do universo, conhecida como modelo Lambda de matéria escura fria, que postula que cerca de 70% do universo é energia escura e 25% de matéria escura, com apenas cerca de 5% composto de matéria normal. .

A equipe foi liderada pelo professor de astronomia e astrofísica da Universidade Estadual de Ohio, Patrick Petitjean, juntamente com o ex-bolsista de pós-doutorado da Universidade Estadual de Ohio e atual Enrico Fermi Fellow na Universidade de Chicago, Jeffrey Cooke, e o astrônomo do ESO no Chile, Jean-Philippe Uzan.

As descobertas foram publicadas na edição de 25 de janeiro da revista Science.

Os pesquisadores observaram dois quasares muito distantes atrás de enormes aglomerados de galáxias com o DEep Imaging Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) no Telescópio Keck II no Havaí. Os enormes campos gravitacionais dos aglomerados de galáxias curvam e ampliam a luz de objetos distantes atrás deles, agindo como lentes gigantes que permitem aos astrônomos ver objetos mais fracos e distantes.

Esta técnica específica, conhecida como lente gravitacional forte, fornece telescópios naturais que ampliam os quasares de fundo, tornando possível aos astrónomos medir pequenos deslocamentos na luz dos quasares causados ​​pela expansão do Universo entre os dois objetos extremamente distantes.

A ampliação devida às lentes gravitacionais permitiu aos astrónomos detectar flutuações de luz que ocorreram durante períodos de tempo muito curtos, permitindo-lhes medir eficazmente a taxa de expansão do Universo ao longo de apenas algumas dezenas de milhões de anos.

“Esta é atualmente a medição mais precisa da taxa de expansão do Universo já feita”, disse Cooke, principal autor do estudo, atualmente na Universidade de Chicago. "Tivemos que usar quasares ampliados por lentes gravitacionais para obter um sinal significativo."

“As lentes gravitacionais tornam possível usar quasares como réguas para medir a distância entre dois pontos no universo separados por vários bilhões de anos”, disse Petitjean. “Este governante cósmico permite-nos medir com precisão a taxa de expansão do universo, fornecendo restrições aos componentes mais misteriosos do universo:matéria escura e energia escura.”

Ele acrescentou que eles têm sorte de existirem aglomerados em primeiro plano entre os quasares e nós, já que esta distorção gravitacional permitiu à equipe medir a taxa de expansão durante um período muito inicial do universo.

A equipa planeia continuar a fazer observações semelhantes para fornecer medições ainda mais precisas de como a taxa de expansão do Universo evoluiu ao longo do tempo. Essas observações ajudarão os astrônomos a restringir ainda mais os modelos para a evolução do universo e a determinar a natureza das substâncias misteriosas que permeiam grande parte do cosmos, mas que permanecem não detectadas pelos telescópios.