Às vezes, quando cientistas medem coisas de forma diferente, eles obtêm resultados diferentes. Sempre que isso acontece com algo tão crucial para o futuro de longo prazo da humanidade quanto a taxa de expansão do universo, pode chamar muita atenção. Cientistas pensaram por décadas que havia uma diferença, conhecida como Tensão de Hubble, nas medições da velocidade em que o universo está se expandindo. No entanto, um novo artigo de pesquisadores da Universidade de Chicago e da Carnegie Institution for Science usando dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST) sugere que não houve nenhuma diferença.
Para entender melhor isso, vamos primeiro olhar para a tensão de Hubble. Edwin Hubble, o homônimo do Telescópio Espacial Hubble, predecessor do JWST, descobriu pela primeira vez que o universo estava se expandindo quando olhou para a velocidade com que as galáxias viajam. Ele descobriu que galáxias que estavam mais distantes de nós estavam viajando mais rápido do que aquelas mais próximas de nós, e a melhor resposta que temos sobre o porquê é que o próprio universo está se expandindo.
Não o faz em uma escala que notaríamos em nossas vidas diárias, mas na escala do espaço entre as galáxias, é definitivamente perceptível, e de várias maneiras. Historicamente, houve duas maneiras diferentes de medir esta Constante de Hubble, como a taxa de expansão é conhecida. Uma envolvia estudar o Fundo Cósmico de Micro-ondas (CMB), e a outra envolvia olhar para a velocidade das galáxias, como Hubble fez.
Dados sobre o CMB têm sido consistentes e precisos por um longo tempo. Estudos têm mostrado que ele aponta para uma taxa de expansão de 67,5 quilômetros por segundo por megaparsec. Para colocar isso em perspectiva, o universo adiciona um pouco menos de uma hora de tempo de viagem na rodovia a cada segundo, mas o faz na escala de 3,2 milhões de anos-luz. Novamente, essa expansão não é perceptível em nossa própria escala, mas nas imensas escalas do universo, é muito perceptível.
No entanto, os cálculos desse valor de expansão diferem para o segundo método de medição de galáxias. Tradicionalmente, o valor é maior em cerca de 9% e é estimado em 74 quilômetros por segundo por megaparsec. Essa medição é tipicamente feita usando dados de dois tipos diferentes de estrelas nessas galáxias distantes e próximas – variáveis Cefeidas e “Ponta do Ramo das Gigantes Vermelhas”.
A Dra. Wendy Freedman, uma das autoras do artigo, é especialista em usar variáveis Cefeidas para medir a distância das coisas, então ter a chance de usar a instrumentação ainda mais precisa do JWST foi provavelmente um momento excelente para ela e sua equipe. Mas eles não pararam por aí. Eles adicionaram dados de outro tipo de estrela, cujo uso no cálculo da distância de um objeto se tornou mais popular recentemente. Estrelas de carbono são conhecidas por seu brilho e comprimentos de onda consistentes no infravermelho próximo – exatamente os comprimentos de onda que o JWST foi projetado para estudar. Usando essas propriedades conhecidas, os pesquisadores puderam calcular o desvio para o vermelho e outras variáveis, permitindo que eles usassem essa nova técnica para validar sua versão da Constante de Hubble.
O número que eles encontraram era muito mais próximo daquele calculado pelo método CMB – 70 quilômetros por segundo por megaparsec, uma diferença de apenas 3,5%. Isso está dentro dos limites das estimativas para a maioria dos cálculos astronômicos, então os autores sugerem que pode não haver uma Tensão entre as duas medições.
Essa alegação, sem dúvida, gerará alguma controvérsia na comunidade astronômica, pois há algumas teorias com muitos proponentes para explicar a diferença nas medições. Mas, à medida que instrumentos como o JWST fornecem dados cada vez mais detalhados e os pesquisadores são mais capazes de restringir alguns dos valores astronomicamente grandes, um dia, podemos provar que essa crise existencial que está no centro da cosmologia há décadas pode nunca ter existido.
Saber mais:
Universidade de Chicago – Novos dados do Telescópio Webb sugerem que nosso modelo do universo pode se sustentar afinal
Freedman e outros – Relatório de status sobre o Programa Hubble Chicago-Carnegie (CCHP): Três determinações astrofísicas independentes da constante de Hubble usando o Telescópio Espacial James Webb
UT – Astrônomos descartam uma explicação para a tensão de Hubble
UT – Se a nossa parte do universo for menos densa, isso explicaria a tensão de Hubble?
Imagem principal:
Cientistas usaram novos dados obtidos pelo Telescópio Espacial James Webb para fazer uma nova leitura da taxa de expansão do universo ao longo do tempo, medindo a luz de 10 galáxias, incluindo aquela conhecida como NGC 3972, acima.
Crédito – Yuval Harpaz, dados via JWST
