James Webb reforça mistério sobre expansão do Universo

Novas observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA reforçam uma das descobertas mais intrigantes da física moderna: o Universo parece ter-se expandido a diferentes velocidades ao longo da história. Este fenómeno, conhecido como “tensão de Hubble”, desafia os especialistas e levanta questões fundamentais sobre a compreensão do cosmos.

Desde que o Telescópio Espacial Hubble identificou o problema em 2019, a comunidade científica tem procurado respostas. Dados mais recentes, recolhidos pelo JWST em 2023 e 2024, confirmaram a discrepância. Um novo estudoaceito para publicação por O Jornal Astrofísicoutiliza a maior amostra já obtida pelo equipamento para consolidar ainda mais o problema.

Resumindo:

• O Telescópio Espacial James Webb confirmou que o Universo se expandiu em diferentes velocidades ao longo da história, reforçando a misteriosa “tensão Hubble”;
• Essa discrepância surge de dois métodos de medição: a radiação cósmica de fundo em micro-ondas e as variáveis ​​Cefeidas, que fornecem valores conflitantes;
• Dados recentes do JWST refinaram as medições, indicando uma taxa de expansão de 72,6 km/s/Mpc, em linha com estudos baseados em Cefeidas;
• Possíveis explicações alternativas incluem energia escura primordial, propriedades desconhecidas da matéria escura ou mudanças nas leis da física;
• Os avanços tecnológicos e novas observações são essenciais para esclarecer este enigma cosmológico.

A velocidade de expansão do Universo é medida por dois métodos

Segundo Adam Riess, ganhador do Prêmio Nobel de Física em 2011 e principal autor do estudo, “quanto mais investigamos, mais claro fica que essa diferença não é um erro do telescópio, mas sim uma característica fundamental do Universo”. ”. Em um declaraçãoRiess e sua equipe destacam que novos dados e ideias são essenciais para avançar na resolução deste mistério.

A determinação da velocidade de expansão do Universo, medida pela constante de Hubble, depende de dois métodos principais.

O primeiro utiliza radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a luz mais antiga do Universo, emitida cerca de 380 mil anos após o Big Bang. Os dados obtidos pelo satélite Planck, da Agência Espacial Europeia (ESA), indicaram um valor de 67 quilómetros por segundo por megaparsec (km/s/Mpc), em linha com modelos teóricos do Universo primordial.

O segundo método analisa estrelas chamadas variáveis ​​Cefeidas, que piscam de forma previsível à medida que as suas camadas exteriores de gás hélio se contraem e se expandem. Ao comparar o brilho intrínseco destas estrelas com o brilho observado, os astrónomos constroem uma “escada de distância cósmica” para calcular a taxa de expansão em diferentes épocas do Universo. Este método aponta para um valor em torno de 73 km/s/Mpc, significativamente superior ao obtido pelo Planck.

Leia mais:

Hipóteses tentam explicar a discrepância

Na pesquisa recente, o JWST mediu as distâncias das variáveis ​​Cefeidas com uma precisão sem precedentes de 2%, em comparação com a margem de erro de 8% a 9% do Hubble. A análise, que cobriu um terço da amostra original do Hubble, retornou um valor de 72,6 km/s/Mpc, muito próximo de cálculos anteriores baseados em Cefeidas e supernovas do tipo Ia.

Além disso, a equipa verificou estes resultados com outros indicadores de distância cósmica, como estrelas de carbono e gigantes vermelhas, confirmando a consistência das medições.

A explicação para a discrepância ainda é incerta, mas existem algumas hipóteses. Marc Kamionkowski, cosmólogo da Universidade Johns Hopkins, nos EUA, sugere que o problema pode estar relacionado com aspectos desconhecidos do Universo primordial, como um componente inicial da energia escura que teria acelerado a expansão logo após o Big Bang.

Outras ideias incluem propriedades atípicas da matéria escura, partículas exóticas ou mudanças fundamentais na física das partículas, como a mudança na massa do elétron.

Enquanto os teóricos propõem cenários possíveis, Riess e a sua equipa continuam a refinar as medições. Os avanços na tecnologia de observação, combinados com estudos hipotéticos, prometem trazer mais clareza a um mistério que poderá redefinir a nossa compreensão do Universo.