H\u00e1 cerca de 10 anos, resultados baseados nas observa\u00e7\u00f5es de estrelas que chegavam ao final da vida mostraram que o universo n\u00e3o s\u00f3 estava se expandindo, mas fazia isso de modo acelerado. Foi uma descoberta classificada como revolucion\u00e1ria. Esses resultados levaram boa parte dos cosm\u00f3logos a admitir que cerca de 70% do universo eram formados pela chamada energia escura, cuja natureza ainda \u00e9 desconhecida. De l\u00e1 para c\u00e1, muita pesquisa foi feita sobre o assunto. <\/p>\n
Agora, dois pesquisadores norte-americanos apresentam um modelo de universo acelerado que dispensa a exist\u00eancia dessa misteriosa forma de energia. Os resultados foram publicados na Proceedings of the National Academy of Sciences. <\/p>\n
A observa\u00e7\u00e3o de que o universo est\u00e1 em expans\u00e3o, feita pelo astr\u00f4nomo norte-americano Edwin Hubble (1889-1953), em 1929, \u00e9 considerada um dos principais marcos da hist\u00f3ria do pensamento humano. Esse resultado trouxe a cosmologia para o campo das ci\u00eancias f\u00edsicas: estavam confirmadas as surpreendentes previs\u00f5es te\u00f3ricas do cosm\u00f3logo russo Alexander Friedmann (1888-1925) realizadas sete anos antes, baseadas na teoria da relatividade geral, do f\u00edsico de origem alem\u00e3 Albert Einstein (1879-1955). Nelas, Friedmann sugeria a expans\u00e3o do espa\u00e7o tridimensional cosmol\u00f3gico, que carregaria consigo todas as gal\u00e1xias nele inseridas \u2013 algo que espantou o pr\u00f3prio Einstein. <\/p>\n
Hubble mediu tamb\u00e9m a velocidade com que o espa\u00e7o se expandia. Desde ent\u00e3o, as medidas dessa expans\u00e3o foram sendo refinadas, e esperava-se que pud\u00e9ssemos n\u00e3o s\u00f3 obter sua velocidade com maior precis\u00e3o, mas tamb\u00e9m sua acelera\u00e7\u00e3o. O quadro na mente de todos os cosm\u00f3logos era o de um universo se expandindo devido \u00e0 ocorr\u00eancia de uma grande explos\u00e3o no passado, mas que estivesse desacelerando devido \u00e0 atra\u00e7\u00e3o gravitacional existente entre os constituintes do universo: afinal, em nossa experi\u00eancia cotidiana, percebemos que a for\u00e7a gravitacional entre a mat\u00e9ria usual \u00e9 sempre atrativa. <\/p>\n
Para medir essa acelera\u00e7\u00e3o (ou desacelera\u00e7\u00e3o, como se esperava), precisava-se medir o afastamento de gal\u00e1xias muito mais distantes (e, portanto, mais afastadas no tempo, pois a luz que elas nos emitem demora mais para nos alcan\u00e7ar). Isso foi obtido por meio da observa\u00e7\u00e3o, nessas gal\u00e1xias, da ocorr\u00eancia de supernovas (explos\u00e3o altamente luminosa de estrelas bastante massivas no est\u00e1gio final de sua evolu\u00e7\u00e3o). O resultado dessa medida foi altamente surpreendente e primeiramente divulgado em 1998: o universo est\u00e1 se acelerando e n\u00e3o desacelerando! <\/p>\n
A primeira explica\u00e7\u00e3o proposta para esse resultado foi sugerir a exist\u00eancia de um tipo de energia \u2013 dominante no universo atual e totalmente diferente daquela que estamos acostumados a observar \u2013 que exerceria uma for\u00e7a gravitacional repulsiva, causando essa acelera\u00e7\u00e3o. Como n\u00e3o podemos enxergar essa energia, deu-se a ela o nome de energia escura. V\u00e1rios candidatos a energia escura foram propostos: constante cosmol\u00f3gica, quintess\u00eancia, campo fant\u00f4mico etc. Nenhum deles com motiva\u00e7\u00e3o te\u00f3rica convincente. <\/p>\n
A seguir, pensou-se que a relatividade geral cl\u00e1ssica estaria errada nas escalas de dist\u00e2ncia em que essa acelera\u00e7\u00e3o se observa. Foram, ent\u00e3o, propostos v\u00e1rios tipos de generaliza\u00e7\u00e3o dessa teoria; a exist\u00eancia de dimens\u00f5es espaciais, al\u00e9m das tr\u00eas que observamos; efeitos qu\u00e2nticos em larga escala etc. Essas modifica\u00e7\u00f5es tamb\u00e9m parecem arbitr\u00e1rias e, portanto, ainda pouco convincentes. <\/p>\n
Finalmente, pensou-se em uma explica\u00e7\u00e3o mais conservadora, mas nem por isso menos desafiadora. Na verdade, n\u00e3o haveria problema algum com a relatividade geral, nem existiria energia escura. O problema estaria em assumir que o complexo universo no qual vivemos hoje possa ser representado, mesmo em largas escalas, por um modelo t\u00e3o simples como o que Friedmann prop\u00f4s: i) com uma distribui\u00e7\u00e3o homog\u00eanea de massa; ii) com as mesmas propriedades em todas as dire\u00e7\u00f5es (ou, dito mais tecnicamente, isotr\u00f3pico). <\/p>\n
Devemos, ent\u00e3o, procurar solu\u00e7\u00f5es mais elaboradas e complexas das equa\u00e7\u00f5es da relatividade geral que levem em conta o fato de o universo n\u00e3o ser homog\u00eaneo hoje. \u00c9 nessa linha de racioc\u00ednio que Blake Temple, da Universidade da Calif\u00f3rnia, e Joel Smoller, da Universidade de Michigan, tamb\u00e9m nos Estados Unidos, propuseram um conjunto de solu\u00e7\u00f5es das equa\u00e7\u00f5es da relatividade geral que cont\u00e9m a solu\u00e7\u00e3o de Friedmann como um caso particular \u2013 ou seja, a de um universo homog\u00eaneo e isotr\u00f3pico. Os desdobramentos desses c\u00e1lculos levaram a termos matem\u00e1ticos suplementares nas equa\u00e7\u00f5es propostas por Friedmann que induzem uma aparente acelera\u00e7\u00e3o do universo, sem a necessidade de nenhuma energia escura. <\/p>\n
O trabalho de Temple e Smoller ocorre paralelamente a outras tentativas de investigar e explicar a acelera\u00e7\u00e3o do universo. Esse tipo de linha de investiga\u00e7\u00e3o \u00e9 recente e envolve um aprofundamento do estudo de certos aspectos das equa\u00e7\u00f5es da relatividade geral at\u00e9 ent\u00e3o pouco explorados, devido \u00e0 grande complexidade matem\u00e1tica deles e \u00e0 consequente dificuldade de aplic\u00e1-los \u00e0 cosmologia. <\/p>\n
Qual dessas abordagens poder\u00e1 responder satisfatoriamente \u00e0 quest\u00e3o levantada pela surpreendente observa\u00e7\u00e3o de 1998? <\/p>\n
Por enquanto, a hip\u00f3tese mais investigada e aceita \u00e9 a da exist\u00eancia da energia escura, pois indica\u00e7\u00f5es de sua exist\u00eancia aparecem indiretamente em dados observacionais relativos \u00e0 radia\u00e7\u00e3o c\u00f3smica de fundo (um \u2018eco\u2019 do universo primordial) ou \u00e0 evolu\u00e7\u00e3o de estruturas no universo (gal\u00e1xias, aglomerados de gal\u00e1xias etc.). <\/p>\n
A nova linha de investiga\u00e7\u00e3o para a qual contribuiu o trabalho de Temple e Smoller vem atraindo v\u00e1rios cosm\u00f3logos, entre outras coisas por uma raz\u00e3o simples: sabe-se que o tempo que o universo levou para se acelerar n\u00e3o \u00e9 muito diferente daquele que ele levou para formar suas grandes estruturas. E essa coincid\u00eancia de escalas temporais, denominada coincid\u00eancia c\u00f3smica, n\u00e3o aparece naturalmente nos modelos de universo em que a acelera\u00e7\u00e3o \u00e9 explicada com base na energia escura. Entretanto, na linha de investiga\u00e7\u00e3o de Temple e Smoller, essas escalas temporais s\u00e3o pr\u00f3ximas, porque os novos termos matem\u00e1ticos propostos \u2013 os que induzem a acelera\u00e7\u00e3o do universo \u2013 aparecem justamente por causa do surgimento dessas grandes estruturas: a coincid\u00eancia c\u00f3smica estaria ent\u00e3o naturalmente explicada. <\/p>\n
Mas \u00e9 preciso lembrar que abordagens como a de Temple e Smoller ter\u00e3o necessariamente que explicar dados observacionais relativos \u00e0 radia\u00e7\u00e3o de fundo e \u00e0 evolu\u00e7\u00e3o de estruturas no universo. Ou seja, teoria e observa\u00e7\u00e3o ter\u00e3o que coincidir. <\/p>\n
De qualquer forma, o mist\u00e9rio envolvendo a observa\u00e7\u00e3o de 1998 s\u00f3 poder\u00e1 ser resolvido com muito trabalho te\u00f3rico, para obter novas previs\u00f5es, e com boa dose de esfor\u00e7o observacional, para test\u00e1-las, como o que ser\u00e1 feito no projeto Dark Energy Survey, do qual participa o Instituto de Cosmologia, Relatividade e Astrof\u00edsica, do Centro Brasileiro de Pesquisas F\u00edsicas. <\/p>\n
Autor: Ci\u00eancia Hoje<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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