3482: Cálculo que mede a expansão do universo pode estar errado. Descoberta estelar abala a cosmologia

CIÊNCIA/COSMOLOGIA

A equação que mede o ritmo de expansão do universo pode ter de ser repensada. A quantidade de elementos pesados em estrelas sugere que podemos estar a fazer mal as contas sobre a idade do universo.

É um verdadeiro terramoto para o mundo da cosmologia. Uma equipa de astrónomos do Instituto Max Planck registou medições químicas estelares que podem colocar em xeque a forma como se mede a expansão do universo.

Afinal, as estrelas utilizadas para medir a forma como o universo cresce — as super-nova tipo Ia — têm propriedades diferentes do que se julgava. Ao contrário do que se pensava, a quantidade de manganês e ferro obedece a uma taxa fixa, ou seja, não aumenta ao longo do tempo. Isso sugere que existem outras formas de essas super-novas aconteceram — formas desconhecidas para os astrónomos.

Se assim for, a constante de Hubble — a taxa de expansão do universo na equação da Lei de Hubble, que serve para calcular distâncias no universo — pode não ser sempre válida, uma vez que ela parte do princípio que o brilho de todas essas explosões é constante, o que pode não ser verdade. Ou seja, a forma como calculamos a idade do universo e o papel da matéria negra para a expansão do espaço podem não correctos.

O caótico mundo de uma super-nova

Imagine que é um astronauta a vaguear pela Via Láctea e que testemunha a maior explosão a que a humanidade alguma vez assistiu — o trágico fim de uma estrela.  Essa explosão é uma super-nova do tipo Ia, um autêntico berço de alguns dos elementos pesados no universo, como o manganês e o ferro. Foi por isso que estes astrónomos as escolheram para calcular a abundância destes elementos ao longo dos últimos 13 mil milhões de anos.

G299, o resultado de uma super-nova do tipo Ia. Créditos: NASA/CXC/U.Texas

Fizeram-no estudando o espectro emitido pelas estrelas, uma espécie de impressão digital dos corpos luminosos que permite saber que elementos a compõem, uma vez que cada um deles tem uma assinatura. Quanto mais abundante for a quantidade de ferro detectada, mais velha é a estrela. Era como viajar no tempo.

Foi aqui que os astrónomos começaram a encontrar os dados mais surpreendentes. Ao contrário do que esperavam, a proporção de manganês e de ferro era constante ao longo de todos esses anos. Pensava-se que, à medida que o universo envelhecia, a quantidade de manganês aumentaria. Mas afinal não: havia uma constante entre a quantidade de manganês e de ferro. Essa constante verificava-se tanto dentro da Via Láctea como noutras galáxias.

Como pode a química abalar a cosmologia?

Até agora, assumia-se que as super-novas tipo Ia ocorriam quando uma anã branca (os restos mortais de uma estrela como o Sol) que orbitava uma outra estrela, sugando-lhe o hidrogénio à superfície, rebentava ao atingir o limite de massa que conseguia suportar.

Uma ilustração com o modelo actualmente aceite para a criação de uma super-nova do tipo Ia. Créditos: ESA/ATG medialab/C. Carreau

O que é o desvio para o vermelho?

É o limite de Chandrasekhar que, por ser constante, significa que a quantidade de matéria que explode e o brilho provocado pelo fenómeno é sempre o mesmo. Esse valor é usado pelos astrónomos para medir a velocidade a que o universo se está a expandir. Sabendo exactamente o brilho provocado pela explosão de uma super-nova, basta compará-lo ao que é observável na Terra para calcular a distância entre os dois através do desvio para o vermelho.

Calculando a velocidade a que esse desvio para o vermelho ocorre, os astrónomos conseguem saber não só a rapidez com que a galáxia onde a super-nova ocorreu se está a afastar de nós, como também a velocidade de expansão do universo. E é isso que está espelhado na constante de Hubble, um número que reflete a taxa com que o universo continua a crescer.

Acontece que, se a proporção entre a quantidade de manganês e de ferro parece constante ao longo do tempo, é porque podem existir outras formas a partir das quais as super-novas do tipo Ia nascem — formas essas que nada têm a ver com o limite de Chandrasekhar, o que pode significa que o brilho emitido por essas explosões não é sempre o mesmo como se assumia até agora. Logo, não seria cientificamente válido medir o ritmo de expansão do universo a partir de uma fonte de luz que, afinal, não emite sempre o mesmo brilho.

Nada disto é definitivo. Para dar solidez a esta teoria, é preciso que outras equipas científicas cheguem aos mesmos resultados e, entretanto, esperar por eventuais sinais desses fenómenos através da detecção de ondas gravitacionais e por dados de satélite. Para já, no entanto, os cosmólogos vão estar ocupados a pensar mais à frente. E a ponderar o que pode esta descoberta significar para aquilo que sabemos (ou julgamos saber) sobre a história do universo.

Título do artigo alterado às 10h para clarificar as consequências da teoria construída pelos investigadores com base nas medições químicas feitas em 43 estrelas.

Observador
Marta Leite Ferreira
05 Mar 2020, 09:00

 

spacenews

 

2671: Afinal, o universo pode ser 2 mil milhões de anos mais novo do que pensávamos

CIÊNCIA

NASA

Novos cálculos sugerem que o universo pode ser dois mil milhões de anos mais novo do que aquilo que se pensava. Contudo, é difícil saber com exactidão a sua verdadeira idade.

Os cientistas calculam a idade do universo usando a movimentação das estrelas para medir o quão rápido se está a expandir — um método conhecido como constante de Hubble. “Temos uma grande incerteza sobre como as estrelas estão a mover-se na galáxia”, confessou Inh Jee, a cientista responsável pelo estudo publicado este mês na revista científica Science.

As estimativas anteriores previam que o universo tivesse cerca de 13,7 mil milhões de anos, baseando-se numa constante de Hubble de 70. Contudo, a recente investigação de cientistas do Max Planck Institute baseia-se numa de 82,4 e calcula que o universo tenha, portanto, 11,4 mil milhões de anos.

Segundo o Phys, Jee e a sua equipa usou um conceito chamado efeito de lentes gravitacionais, no qual a gravidade distorce a luz e faz os objectos distantes parecerem mais próximos. Um tipo especial desse efeito permite alterar a luminosidade de objectos distantes para recolher informações para os seus cálculos.

Esta não é a primeira tentativa de sugerir uma constante de Hubble com um valor diferente. Ao longo dos anos, vários cientistas de renome sugeriram valores distintos na tentativa de resolver este debate que divide a comunidade científica.

No entanto, a própria Inh Jee tem algumas reservas em relação à idade calculada, uma vez que só foram usadas duas lentes gravitacionais. Como tal, a margem de erro é tão grande que o universo pode ser, na verdade, mais velho do que o sugerido — mas  não será dramaticamente mais novo.

“É difícil ter certezas das conclusões quando não se compreende completamente a régua que se está a usar”, disse o astrónomo Avi Loeb, que não participou no estudo em causa.

ZAP //

Por ZAP
20 Setembro, 2019