Dependendo de onde olhamos, o universo está se expandindo em velocidades diferentes. Agora, os cientistas que utilizaram os telescópios espaciais James Webb e Hubble confirmaram que esta observação não se deve a erros de medição e que realmente não sabemos o que está acontecendo
Este problema, conhecido como “Estirpe de Hubble”, tem o potencial de alterar ou mesmo transformar completamente a cosmologia. Em 2019, medições do Telescópio Espacial Hubble confirmaram que o enigma era real; em 2023, medições ainda mais precisas de Webb solidificaram a discrepância. Agora, uma verificação tripla feita por ambos os telescópios trabalhando juntos parece ter descartado definitivamente a possibilidade de qualquer erro de medição. O estudo, publicado na Letters of The Astrophysical Journal , sugere que pode haver algo seriamente errado com a nossa compreensão do universo.
“Descartados os erros de medição, o que resta é a possibilidade real e excitante de termos compreendido mal o Universo”, disse Adam Riess, autor principal do estudo e professor de física e astronomia na Universidade Johns Hopkins.
Riess, Saul Perlmutter e Brian P. Schmidt ganharam o Prêmio Nobel de Física de 2011 pela descoberta da energia escura em 1998, a força misteriosa por trás da expansão acelerada do universo.
Constante de Hubble
Atualmente, existem dois métodos “de referência” para descobrir a constante de Hubble, um valor que descreve a taxa de expansão do universo. A primeira envolve examinar pequenas flutuações na radiação cósmica de fundo (CMB) – uma antiga relíquia da primeira luz do universo produzida apenas 380.000 anos após o Big Bang. Entre 2009 e 2013, os astrónomos mapearam este “ruído” de micro-ondas usando o satélite Planck da Agência Espacial Europeia para inferir uma constante de Hubble de cerca de 67 quilómetros por segundo por megaparsec (km/s/Mpc).
A segunda abordagem utiliza estrelas pulsantes conhecidas como variáveis Cefeidas. Estas estrelas, na sua fase de declínio, experimentam variações nas suas camadas externas de gás hélio, que se expandem e contraem à medida que absorvem e libertam radiação estelar, dando origem a uma oscilação periódica semelhante à de faróis distantes. À medida que aumentam em luminosidade, a sua taxa de pulsação diminui, proporcionando aos astrónomos uma forma de medir o seu brilho absoluto. Ao contrastar este brilho com a luminosidade observada, os cientistas podem estabelecer uma “escada de distância cósmica”, permitindo-lhes mergulhar cada vez mais fundo no passado do Universo.
Esta escada dá-lhes um valor preciso para a expansão cósmica com base em como a luz das Cefeidas foi esticada – ou desviada para o vermelho. Mas é aqui que começa o mistério. De acordo com medições das variáveis Cefeidas feitas por Riess e seus colegas, a velocidade de expansão do universo é de cerca de 74 km/s/Mpc: um valor impossivelmente alto comparado às medições de Planck.
Cosmologia em território desconhecido
“Inicialmente, alguns cientistas pensaram que a disparidade poderia ser o resultado de um erro de medição causado pela mistura de Cefeidas com outras estrelas na abertura do Hubble. Mas em 2023, os investigadores usaram o Webb mais preciso para confirmar que, para os primeiros “degraus” da escada cósmica, as medições do Hubble estavam corretas. No entanto, a possibilidade de aglomerações mais antigas no passado do universo ainda permanecia.
Para resolver este problema, Riess e os seus colegas basearam-se nas medições anteriores, observando mais 1.000 estrelas Cefeidas em cinco galáxias hospedeiras tão remotas quanto 130 milhões de anos-luz da Terra. Depois de comparar os seus dados com os do Hubble, os astrônomos confirmaram as suas medições anteriores da constante de Hubble.
“Agora cobrimos toda a gama do que o Hubble observou e podemos descartar com muita segurança o erro de medição como a causa da tensão do Hubble”, disse Riess. “Combinar Webb e Hubble nos dá o melhor dos dois mundos. Descobrimos que as medições do Hubble permanecem confiáveis à medida que subimos na escada cósmica das distâncias.”
Em outras palavras: a tensão no cerne da cosmologia veio para ficar… e o mistério continua.
