01/02/2023 - 7:50
Quando o universo começou, a matéria foi lançada para fora e gradualmente formou os planetas, estrelas e galáxias que conhecemos hoje. Ao montarem cuidadosamente um mapa dessa matéria hoje, os cientistas podem tentar entender as forças que moldaram a evolução do universo.
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Um grupo de cientistas divulgou uma das medições mais precisas já feitas de como a matéria é distribuída pelo universo hoje. Combinando dados de dois grandes levantamentos telescópicos do universo, o Dark Energy Survey e o South Pole Telescope, a análise envolveu mais de 150 pesquisadores, incluindo vários da Universidade de Chicago e do Fermilab (ambos nos EUA), e foi publicada como um conjunto de três artigos na revista Physical Review D.
Entre outras descobertas, a análise indica que a matéria não é tão “aglomerada” quanto esperaríamos com base em nosso melhor modelo atual do universo. Isso aumenta o corpo de evidências de que pode haver algo faltando em nosso modelo padrão existente do universo.
Resfriamento e aglomerados
Depois que o Big Bang criou toda a matéria do universo em alguns momentos muito quentes e intensos, cerca de 13 bilhões de anos atrás, essa matéria foi se espalhando, esfriando e se aglomerando à medida que avançava. Os cientistas estão muito interessados em traçar o caminho dessa matéria; ao verem onde toda a matéria foi parar, eles podem tentar recriar o que aconteceu e quais forças deveriam estar em jogo.
O primeiro passo é coletar enormes quantidades de dados com telescópios. Neste estudo, os cientistas combinaram dados de duas pesquisas telescópicas muito diferentes: o Dark Energy Survey, que pesquisou o céu durante seis anos a partir do topo de uma montanha no Chile, e o South Pole Telescope, que procura os traços fracos de radiação que ainda estão viajando no céu desde os primeiros momentos do universo.
A combinação de dois métodos diferentes de olhar para o céu reduz a chance de que os resultados sejam descartados por um erro em uma das formas de medição. “Funciona como uma verificação cruzada, tornando-se uma medição muito mais robusta do que se você usasse apenas um ou outro”, disse Chihway Chang, astrofísico da Universidade de Chicago e um dos principais autores dos estudos.
Em ambos os casos, a análise analisou um fenômeno chamado “lente gravitacional”. À medida que a luz viaja pelo universo, ela pode ser levemente curvada ao passar por objetos com muita gravidade, como galáxias.
Maior precisão
Esse método captura tanto a matéria regular quanto a matéria escura – a forma misteriosa da matéria que só detectamos devido aos seus efeitos na matéria regular –, porque tanto uma como a outra exercem gravidade.
Ao analisarem rigorosamente esses dois conjuntos de dados, os cientistas puderam inferir onde toda a matéria terminava no universo. É mais preciso do que as medições anteriores – ou seja, reduz as possibilidades de onde esse assunto acabou – em comparação com as análises anteriores, disseram os autores.
A maioria dos resultados se encaixa perfeitamente com a melhor teoria do universo atualmente aceita. Mas também há sinais de uma rachadura – sugerida no passado por outras análises também.
“Parece que há um pouco menos de flutuações no universo atual do que poderíamos prever assumindo nosso modelo cosmológico padrão ancorado no universo primitivo”, disse Eric Baxter, astrofísico da Universidade do Havaí que se doutorou na Universidade de Chicago e coautor da análise.
Menor agrupamento
Ou seja, se você fizer um modelo que incorpore todas as leis físicas atualmente aceitas, faça as leituras desde o início do universo e extrapole-as no tempo, os resultados parecerão um pouco diferentes do que realmente medimos ao nosso redor hoje.
Especificamente, as leituras de hoje indicam que o universo é menos “aglomerado” – agrupando-se em certas áreas em vez de uniformemente distribuído – do que o modelo previa.
Se outros estudos continuarem a encontrar os mesmos resultados, dizem os cientistas, isso pode significar que algo está faltando em nosso modelo existente do universo. Mas os resultados ainda não chegaram ao nível estatístico que os cientistas consideram ser sólido. Isso exigirá um estudo mais aprofundado.
Estratégia aguardada
No entanto, a análise é um marco, pois forneceu informações úteis de dois levantamentos telescópicos muito diferentes. Essa é uma estratégia muito esperada para o futuro da astrofísica, à medida que mais telescópios grandes entrarem em operação nas próximas décadas, mas poucos foram realmente realizados ainda.
“Acho que este exercício mostrou tanto os desafios quanto os benefícios de fazer esse tipo de análise”, disse Chang. “Há muitas coisas novas que você pode fazer quando combina esses diferentes ângulos de olhar para o universo.”
Os estudos publicados na Physical Review D são: Joint analysis of Dark Energy Survey Year 3 data and CMB lensing from SPT and Planck . I. Construction of CMB lensing maps and modeling choices, Joint analysis of Dark Energy Survey Year 3 data and CMB lensing from SPT and Planck . II. Cross-correlation measurements and cosmological constraints e Joint analysis of Dark Energy Survey Year 3 data and CMB lensing from SPT and Planck . III. Combined cosmological constraints.
