TO Telescópio Espacial James Webb confirmou descobertas de telescópios menores sobre a rapidez com que o Universo está se expandindo. Em vez de resolver o debate sobre física, isto piora a situação, porque medições anteriores contradizem o que os astrónomos acreditam que deveria acontecer, com base em Ecos do Big Bang. Isto (provavelmente) não significa que precisamos de deitar fora a maior parte do que pensamos saber sobre cosmologia, como dizem alguns. Artigos populares afirmammas deixa um grande problema para resolver.
Os astrónomos descobriram uma série de formas de determinar a rapidez com que o Universo se está a expandir, uma medida que tem implicações importantes para a idade e o futuro do Universo. Inicialmente, estas previsões apresentavam incertezas generalizadas e, embora as previsões de base variassem, as barras de erro sobrepunham-se, pelo que havia pouco com que se preocupar.
Contudo, à medida que as nossas ferramentas melhoraram e o número de fontes estudadas aumentou, as discrepâncias não desapareceram. Isto é agora conhecido como “tensão de Hubble”, uma referência à constante de Hubble, o número que define a relação entre a distância de um objeto distante e a sua velocidade.
O Telescópio Espacial James Webb é capaz de fazer uma das medições cruciais, a distância a galáxias distantes, com maior precisão do que qualquer outro instrumento. Talvez, pensaram alguns astrônomos, isso fornecesse uma resposta mais próxima daquela obtida por outros métodos, resolvendo a tensão de Hubble. Em vez disso, apoiou os resultados de outros telescópios.
“Você já teve problemas para ver uma marca que estava no limite da sua visão? O que isso diz? O que significa? Mesmo com os telescópios mais poderosos, as ‘marcas’ que os astrônomos desejam ler parecem tão pequenas que temos dificuldade também”, disse o professor Adam Rees, da Universidade Johns Hopkins. Em um declaração. Rees compartilhou o Prêmio Nobel de Física de 2011 por provar que a expansão do universo está se acelerando.
“O sinal que os cosmólogos querem ler é o sinal do limite de velocidade cósmica que nos diz quão rápido o Universo está a expandir-se – um número chamado constante de Hubble”, explicou Rees. “Nossa marca está escrita nas estrelas de galáxias distantes. As estrelas nessas galáxias nos dizem a que distância elas estão e, portanto, quanto tempo essa luz viajou para chegar até nós, e os desvios para o vermelho das galáxias nos dizem o quanto o universo tem expandiu ao longo desse tempo e, portanto, nos diga a taxa de expansão.”
Rees ganhou o prémio por ajudar a fazer esta medição utilizando supernovas do Tipo Ia, cujo pico de brilho intrínseco é muito consistente. No entanto, isso exigiria esperar pela explosão do tipo certo de supernova. Estrelas conhecidas como variáveis Cefeidas oferecem uma alternativa, sendo mais abundantes.
O brilho de uma Cefeida está relacionado com a taxa com que ela se expande e contrai, dando-nos novamente uma medida que pode ser usada para calcular a distância entre elas. As variáveis Cefeidas nos deram nossa primeira ideia do tamanho do universo, revelando que galáxias distantes ficam fora da Via Láctea.
No entanto, não são tão brilhantes como as supernovas e as variáveis Cefeidas não podem ser vistas em galáxias distantes. No entanto, a centenas de milhões de anos-luz de distância, podem calibrar medições de supernovas, proporcionando precisão adicional, mas apenas se conseguirmos distingui-las de estrelas comuns próximas.
O Telescópio Espacial James Webb funciona em comprimentos de onda onde isso é mais fácil de fazer do que com o telescópio Hubble, e Reiss e seus colegas usaram isso para medir mais de 320 estrelas Cefeidas, algumas na galáxia relativamente próxima NGC 4258 e em NGC 5584, que hospedou uma supernova recente.
As suas medições mostram que a desconfiança na precisão do Hubble não era infundada, uma vez que este media muito bem estas galáxias. No entanto, o que os dois telescópios espaciais encontraram não corresponde exatamente às expectativas baseadas na radiação cósmica de fundo em micro-ondas.
A tensão Hubble permanece sem solução.
“A possibilidade mais excitante é que o stress seja uma evidência de algo que nos falta na nossa compreensão do universo”, acrescentou Rees. “Isso pode indicar a existência de energia escura exótica, matéria escura exótica, uma revisão da nossa compreensão da gravidade ou a existência de uma partícula ou campo único.” Como se a energia escura comum e a matéria escura não fossem suficientemente confusas.
Quatro séculos depois, Shakespeare continua certo: há Nós somos Mais coisas no céu e na terra do que qualquer pessoa em sua filosofia, incluindo Horácio, poderia sonhar.
O estudo foi previamente aceito Jornal AstrofísicoA edição antecipada está disponível em ArXiv.org.
Uma versão anterior deste artigo foi publicada em setembro de 2023
