A energia escura é central para a nossa compreensão moderna da cosmologia. No modelo padrão, a energia escura é o que impulsiona a expansão do Universo. Na relatividade geral, é descrita por uma constante cosmológica, tornando a energia escura parte da estrutura do espaço e do tempo. Mas à medida que reunimos mais evidências observacionais, existem alguns problemas com o nosso modelo. Por um lado, a taxa de expansão cósmica que observamos depende do método observacional que usamos, conhecido como Problema de tensão do Hubble. Por outro lado, embora assumamos que a energia escura é uniforme em todo o cosmos, há alguns indícios que sugerem isso pode não ser verdade. Agora, um novo estudo argumenta que entendemos tudo errado. A energia escura, argumentam os autores, não existe.
Vamos começar com o que sabemos. Quando olhamos para os milhares de milhões de anos-luz do espaço cósmico, vemos que a matéria está agrupada em galáxias, e essas galáxias são agrupadas em aglomerados de modo que o Universo tem aglomerados de matéria separados por grandes vazios. Em pequena escala, isto significa que a distribuição da matéria é desigual. Mas à medida que avançamos para escalas maiores, digamos um bilhão de anos-luz ou mais, a distribuição média da matéria se equilibra. Em grande escala, o cosmos é homogêneo e não tendencioso em uma direção específica. Isto significa que podemos descrever amplamente o Universo como o mesmo em todos os lugares. Isso é conhecido como princípio da homogeneidade. Ao aplicar este princípio à expansão cósmica, podemos modelar o Universo pela métrica Friedmann – Lemaître – Robertson – Walker (FLRW), onde a energia escura é uma constante cosmológica.
Os oponentes do modelo padrão argumentam que o princípio não pode ser aplicado à expansão cósmica. Alguns até argumentam que os princípios básicos da relatividade geral não podem ser aplicados em escalas cósmicas. Num desses modelos, conhecido como modelo Timescape, argumenta-se que a energia escura violaria o princípio da equivalência. Como o princípio iguala a energia inercial e a energia gravitacional, não há como distinguir a expansão cósmica como um efeito real. Além disso, como sabemos que os campos gravitacionais afectam a velocidade do tempo, o modelo Timescape argumenta que o Universo não pode ser homogéneo no tempo. Basicamente, o modelo argumenta que dentro do poço gravitacional de um aglomerado galáctico, os relógios funcionariam mais lentamente do que dentro dos vastos vazios cósmicos. Ao longo dos milhares de milhões de anos de história cósmica, esta diferença iria aumentar, criando uma variação de tempo em todo o Universo. É esta divergência temporal que daria a aparência de expansão cósmica.
Neste último estudo, os autores usaram o conjunto de dados Pantheon+ de supernovas do Tipo Ia para ver se ele se ajusta melhor ao modelo cosmológico padrão ou ao modelo Timescape. A principal diferença entre os dois modelos é que a expansão cósmica deve ser uniforme no modelo padrão, enquanto no modelo Timescape a expansão cósmica não pode ser uniforme. O que a equipe descobriu foi que, embora o Pantheon+ suporte ambos os modelos, os dados se ajustam um pouco melhor ao modelo Timescape. Por outras palavras, o melhor ajuste dos dados sugere que a energia escura é uma ilusão, mas o ajuste não é suficientemente forte para refutar o modelo padrão.
Se as observações futuras continuarem a apoiar o modelo Timescape, isso revolucionará a nossa compreensão do Universo. Mas há razões para sermos cautelosos. Para começar, o modelo Timescape é apenas uma das muitas alternativas propostas ao modelo padrão, que este estudo não aborda. O modelo Timescape também tem alguns problemas internos que precisariam ser resolvidos para se tornar o novo modelo cosmológico. Mas está claro agora que não podemos ignorar o facto de que o modelo padrão pode estar errado. Estamos a entrar num período emocionante da astronomia, onde o nosso conhecimento do Universo aumentará significativamente num futuro próximo.
Referência: Seifert, Antônia, et al. “Evidências de supernovas para mudanças fundamentais nos modelos cosmológicos.” Avisos mensais da Royal Astronomical Society: Cartas 537,1 (2025): L55-L60.
Referência: Wiltshire, David L. “Relógios cósmicos, variância cósmica e médias cósmicas.” Novo Jornal de Física 9.10 (2007): 377.
