Mapa da matéria escura reforça enigma da taxa de expansão do Universo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/04/2023

As regiões alaranjadas mostram a intensidade do efeito gravitacional (mais massa); aquelas em roxo mostram onde há menos ou nenhuma. Os detalhes típicos têm centenas de milhões de anos-luz de diâmetro. A faixa esbranquiçada mostra onde a luz contaminante da poeira da Via Láctea, que obscurece uma visão mais profunda.
[Imagem: ACT Collaboration]

No escuro

Há muitas coisas no Universo que a ciência ainda não sabe explicar. Uma delas é um efeito gravitacional muito forte, que surge em locais onde parece não haver qualquer matéria capaz de produzir essa gravidade.

À origem desconhecida dessa força gravitacional nós damos o nome de matéria escura, primeiro porque nossas teorias nos dizem que a gravidade é sempre associada à matéria, e, segundo, porque essa fonte de gravidade desconhecida não é visível e não aparece para nenhum sensor que o ser humano já tenha construído.

E não tem sido fácil decifrar esse enigma: Todas as ideias, esforços e projetos observacionais tentados até hoje para caracterizar essa matéria que não aparece falharam, já que nem a luz e nem qualquer outra forma de radiação eletromagnética conhecida interagem com ela.

Assim, tudo o que nos resta, por enquanto, é mapear esse efeito gravitacional aparentemente sem causa.

Agora, os astrônomos e astrofísicos da colaboração do Telescópio Cosmológico do Atacama (ACT: Atacama Cosmology Telescope) criaram uma nova imagem que revela o mapa mais detalhado da matéria escura distribuída por um quarto de todo o céu e com um adicional de profundidade.

"Mapeamos a matéria escura invisível no céu para as maiores distâncias e vemos claramente as características desse mundo invisível com centenas de milhões de anos-luz de diâmetro," disse Blake Sherwin, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.

Os adeptos da medição da expansão do Universo pela radiação de fundo argumentam que esta é mais uma prova de que sua técnica não tem erros.
[Imagem: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation]

Tensão de Hubble

A técnica usada pela equipe envolve captar a luz que restou dos primórdios do Universo, cerca de 380.000 anos após o Big Bang, conhecida como radiação cósmica de fundo de micro-ondas.

A equipe também rastreou como a atração gravitacional de estruturas grandes e pesadas, incluindo a matéria escura, que produz 85% de toda a gravidade cujos efeitos detectamos, distorce a própria radiação de fundo em sua jornada de 14 bilhões de anos até nós - a gravidade também atua sobre a luz, desviando-a ligeiramente de seu percurso.

"Fizemos um novo mapa da massa [existente no Universo] usando distorções da luz que sobrou do Big Bang," detalhou Mathew Madhavacheril, da Universidade da Pensilvânia, nos EUA. "Surpreendentemente, ele fornece medições que mostram que tanto a 'granulosidade' do Universo quanto a taxa na qual ele vem crescendo após 14 bilhões de anos de evolução são exatamente o que você esperaria do nosso modelo padrão da cosmologia, baseado na teoria da gravidade de Einstein."

Esta é uma das técnicas para medir a velocidade de expansão do Universo. O problema é que essa técnica da luz antiga dá resultados diferentes das técnicas que usam a luz do Universo atual, levando ao que os astrônomos chamam de "tensão de Hubble" - isso porque o problema envolve a chamada constante de Hubble, que mede a taxa de expansão do Universo.

E o novo mapa reforça essa discrepância na velocidade de expansão do Universo: Como os resultados batem com as teorias, a equipe acredita que isso reforça o argumento de não haver erros na medição da expansão pelo método da radiação cósmica de micro-ondas.

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