O modelo atual padrão que explica como o universo começou e evoluiu, o Lambda Cold Dark Matter (Lambda-CDM), diz que a matéria comum (nós, os planetas, as estrelas) representa apenas cerca de 5% da densidade do universo, com a matéria escura compreendendo 27%, e a energia escura compondo os restantes 68%.
No entanto, um novo estudo da Universidade Eötvös Loránd, na Hungria, e da Universidade do Havaí, nos EUA, questionou se a energia escura realmente existe, citando simulações de computador que explicam a estrutura mutável do cosmos sem necessidade dessa misteriosa substância, que até hoje não conseguimos detectar.
A teoria geral da relatividade de Einstein, criada em 1915, constitui a base para a história da origem mais bem aceita do universo, que diz que o Big Bang iniciou sua expansão cerca de 13,8 bilhões de anos atrás.
O problema é que as equações desta teoria são incrivelmente complicadas, então os físicos tendem a simplificar partes delas, para torná-las um pouco mais práticas de trabalhar. Quando modelos são construídos a partir dessas versões simplificadas, pequenos buracos podem se transformar em grandes discrepâncias.
“As equações de Einstein que descrevem a expansão do universo são tão complexas matematicamente que durante cem anos não foram encontradas soluções para o efeito das estruturas cósmicas”, explica o Dr. László Dobos, coautor do estudo.
“Sabemos por observações de supernova muito precisas que o universo está acelerando, mas ao mesmo tempo nós dependemos de aproximações grosseiras às equações que podem introduzir efeitos colaterais sérios, como a necessidade de energia escura, nos modelos projetados para se ajustarem às observações”, disse.
Energia escura
A energia escura nunca foi diretamente observada – ela somente foi inferida através de seus efeitos sobre outros objetos. Suas propriedades e existência ainda são puramente teóricas, apresentadas pela primeira vez na década de 1990, com base na observação de supernovas do tipo Ia.
Tal pesquisa foi instrumental na propagação da aceitação da ideia de que a energia escura é o motor que acelera a expansão do universo, dando aos cientistas envolvidos o Prêmio Nobel de Física em 2011.
Mas outros estudos têm questionado a validade dessa conclusão. De acordo com a nova pesquisa, por exemplo, a discrepância que a energia escura foi “inventada” para preencher poderia ter surgido a partir das partes da teoria que foram ignoradas por uma questão de simplicidade.
Os pesquisadores criaram uma simulação computacional (mais exata que cálculos humanos) de como o universo se formou, com base em sua estrutura de larga escala. Essa estrutura aparentemente toma a forma de “espuma”, onde as galáxias são encontradas nas paredes finas de cada bolha, mas grandes bolsos vazios no meio são majoritariamente desprovidos de matéria normal e escura.
A simulação
A equipe simulou como a gravidade afetaria a matéria nessa estrutura e descobriu que, ao invés de o universo se expandir de uma maneira uniforme, diferentes partes se expandiriam a taxas diferentes.
Mais importante, porém, é que a taxa média global de expansão ainda é consistente com as nossas observações, e aponta para a expansão acelerada. O resultado final é o que a equipe chama de modelo Avera.
A animação acima mostra a expansão do Universo de acordo com o modelo Lambda-CDM da cosmologia tradicional, que inclui a energia escura (à esquerda), o modelo Avera, que considera a estrutura em “espuma” do Universo e dispensa a energia escura (ao centro), e o modelo original de Einstein-de Sitter, também sem energia escura (à direita).
“A teoria da relatividade geral é fundamental para entender o modo como o universo evolui. Nós não questionamos a sua validade, questionamos a validade das soluções aproximadas”, comentou Dobos.
“Nossos resultados baseiam-se em uma conjectura matemática que permite a expansão diferencial do espaço, coerente com a relatividade geral, e mostram como a formação de estruturas complexas da matéria pode explicar a aceleração sem a necessidade de energia escura”, conclui o físico.
A pesquisa foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Ciberia // HypeScience
