O universo, vasto e enigmático, acaba de ter um de seus maiores segredos revelados por meio do maior mapa tridimensional de alta resolução já produzido. Este feito notável foi possível graças ao Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), que desde 2021 tem se dedicado a decifrar os mistérios do cosmos, com planos de continuar suas observações até 2028.
O DESI, com sua precisão sem precedentes, trouxe à luz mais de 47 milhões de galáxias e quasares, superando as expectativas dos cientistas. Essas galáxias, ao longo de bilhões de anos, se organizaram em aglomerados que, por sua vez, formaram vastos filamentos cósmicos, envolvendo grandes vazios, regiões onde a presença de galáxias é notavelmente escassa.
Essas descobertas são como perfurações no tecido do tempo, revelando a evolução de estruturas complexas ao longo da história cósmica. Sob a influência das forças enigmáticas da energia escura, que acelera a expansão do universo, e da matéria escura, que atrai as galáxias para si, formam-se esses majestosos filamentos.
A energia escura, frequentemente considerada uma constante, pode, segundo novas teorias, evoluir com o tempo. Se tal hipótese se confirmar, o mapa elaborado pelo DESI, que cobre 11 bilhões de anos de história, poderia apresentar um cenário distinto do modelo atual, algo que algumas evidências preliminares já sugerem, aguardando confirmação futura.
Em um comunicado do NOIRLab, a astrônoma Stephanie Juneau destacou o esforço colaborativo por trás do sucesso do DESI. Desde os designers de instrumentos e engenheiros de software até técnicos e cientistas, incluindo muitos jovens pesquisadores, este projeto é fruto de um trabalho em equipe excepcional.
Juneau também expressou sua expectativa em relação à análise do novo mapa, que pode confirmar indícios de que a energia escura não seja uma constante. Além disso, ela está ansiosa pelas inúmeras outras descobertas que podem emergir deste vasto conjunto de dados.
Desde o final da década de 1990, cientistas como Françoise Combes sabem que o universo observável vem expandindo a uma taxa acelerada há bilhões de anos. Antes dessa revelação, o modelo cosmológico dominante sugeria uma desaceleração da expansão ao longo de 13 a 14 bilhões de anos.
Para explicar essa aceleração, um termo conhecido como constante cosmológica aparece nas equações do campo gravitacional de Einstein. Este termo indica a presença de uma densidade de energia exótica, chamada energia escura.
A origem da energia escura permanece um mistério, com duas teorias principais em discussão. Uma sugere que ela se origina da energia quântica do vácuo, enquanto a outra propõe a existência de um novo campo de partículas, semelhante ao campo associado ao bóson de Brout-Englert-Higgs.
Na primeira teoria, a energia escura é invariável ao longo do tempo e espaço, enquanto na segunda, sua densidade pode mudar, o que poderia alterar o destino do cosmos. Este campo, conhecido como quintessência, poderia um dia causar o colapso do universo, levando a um novo Big Bang.
Para testar essas possibilidades, medições precisas da taxa de expansão do cosmos são essenciais, algo que projetos como o DESI buscam alcançar. Liderado pela Universidade da Califórnia, Berkeley, o Dark Energy Spectroscopic Instrument reúne 600 pesquisadores, incluindo equipes do CEA-Irfu, que desempenham papéis fundamentais.
Para explorar mais sobre os segredos da energia escura, acesse a Futura-Sciences.
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