Um dos mapas mais precisos da matéria do universo que os cientistas criaram sugere que nosso melhor modelo do universo pode estar incompleto.
O novo mapa, que foi feito combinando dados de dois telescópios que observam diferentes tipos de luz, mostrou que o universo é menos “aglomerado” do que os modelos anteriores haviam previsto. Isso pode significar que os cientistas não sabem tanto quanto pensavam sobre a vasta rede cósmica que conecta as galáxias.
A teia cósmica é, de acordo com nosso entendimento atual, uma rede maciça de autoestradas celestes pavimentadas com gás hidrogênio e matéria escura que se cruzam. As gavinhas da teia emergiram como aglomerados do líquido fervente do jovem universo no caótico rescaldo do Big Bang; onde numerosos fios da teia convergiram, sistemas cósmicos no final moldados. No entanto, o novo mapa, resultado de três estudos separados e publicado em 31 de janeiro na revista Physical Review D, demonstra que a matéria é distribuída de maneira mais uniforme e menos agregada em muitas regiões do universo do que o previsto pela teoria.
O co-autor e astrofísico da Universidade do Havaí, Eric Baxter, declarou em um comunicado: “Parece que há um pouco menos de flutuações no universo atual do que poderíamos prever assumindo nosso modelo cosmológico padrão ancorado no universo primitivo”.
O modelo padrão da cosmologia sustenta que o universo começou a tomar forma após o Big Bang, quando uma enxurrada de partículas de antimatéria e matéria explodiu e colidiu e se destruiu. Embora o tecido do espaço-tempo em rápida expansão e algumas flutuações quânticas tenham permitido que alguns bolsões do plasma primordial sobrevivessem ocasionalmente, a maioria dos blocos de construção do universo se autodestruiu dessa maneira.
As oscilações acústicas de bárions, ondas sonoras viajando a metade da velocidade da luz, ondulavam para fora dos aglomerados de plasma à medida que a matéria era aquecida, pois esses bolsões de plasma logo eram comprimidos sobre si mesmos pela força da gravidade. Qualquer coisa que ainda não tivesse sido atraída para um aglomerado foi empurrada para o lado por essas ondulações, ao que se estabeleceu como um halo ao redor do centro. Como um ninho de bolhas de sabão em uma pia, a maior parte da matéria do universo foi distribuída como uma série de filmes finos em torno de numerosos vazios cósmicos naquele ponto.
Essa matéria, principalmente hidrogênio e hélio, esfriou o suficiente para formar as primeiras estrelas, que por sua vez produziram elementos cada vez mais pesados por meio da fusão nuclear. Mais tarde, aglomerou-se ainda mais para formar as primeiras estrelas.
O South Pole Telescope, que está localizado na Antártica e estuda as emissões de micro-ondas que compõem o fundo cósmico de micro-ondas, que é a luz mais antiga do universo, e o Dark Energy Survey no Chile, que escaneou o céu no ultravioleta próximo, frequências visíveis e de infravermelho próximo de 2013 a 2019 foram combinadas pelos pesquisadores para mapear como a teia cósmica foi girada.
A lente gravitacional é usada por ambos os telescópios para mapear a aglomeração de matéria, mesmo que olhem para diferentes comprimentos de onda da luz. Quando um objeto maciço fica entre nossos telescópios e a fonte, ocorre a lente gravitacional. Quanto mais matéria houver em uma determinada área do espaço, mais distorcida parecerá a luz que vem dela. Por causa disso, as lentes gravitacionais são um excelente método para rastrear tanto a matéria normal quanto sua prima enigmática, a matéria escura. Apesar de constituir 85% do universo, a matéria escura não interage com a luz, a não ser fazendo com que a gravidade mude a forma da luz.
Ao comparar o conjunto de dados de um telescópio com o outro, os pesquisadores conseguiram eliminar erros e identificar a localização da matéria usando dados de ambos os telescópios.
O co-autor principal Chihway Chang, astrofísico da Universidade de Chicago, declarou na declaração: “Funciona como uma verificação cruzada, tornando-se uma medição muito mais robusta do que se você usasse apenas um ou outro”.
Exceto por uma diferença crucial, o mapa de matéria cósmica dos pesquisadores correspondia de perto à nossa compreensão de como o universo evoluiu: ao contrário do que o modelo padrão de cosmologia faria você acreditar, era menos agrupado e mais uniformemente distribuído.
Há duas explicações possíveis para essa disparidade. A primeira é que estamos simplesmente observando o universo com excessiva falta de precisão e que o desvio observado do modelo desaparecerá à medida que adquirirmos melhores instrumentos para observar o universo. A segunda e mais importante possibilidade é que nosso modelo cosmológico não inclui quantidades significativas de física. Mais pesquisas cruzadas e mapeamentos, bem como uma compreensão mais profunda das restrições cosmológicas que prendem as espumas de sabão do universo, serão necessárias para determinar qual delas é verdadeira.
One of the studies stated, “There is no known physical explanation for this discrepancy.” Survey-to-survey cross-correlations “will enable significantly more powerful cross-correlation studies that will deliver some of the most precise and accurate cosmological constraints and will permit us to continue stress-testing the [standard cosmological] model.”
