As crescentes dúvidas sobre a aceleração da expansão do Universo

Cinco anos atrás, o Prémio Nobel de Física foi concedido a três astrónomos pela sua descoberta, no final dos anos 90, de que o Universo estava a expandir-se a um ritmo que se acelerava com o tempo.
As suas conclusões foram baseadas na análise das super -novas Tipo Ia (explosões termo-nucleares espectaculares que marcam a morte de algumas estrelas) captadas pelo telescópio espacial Hubble e por outros telescópios terrestres.
Isto levou a uma aceitação generalizada da ideia de que o Universo é dominado por uma substância misteriosa que, por ser desconhecida e não ter sido ainda detectada, recebeu o nome de "energia escura".
A energia escura é o "algo" que estaria acelerando a expansão do Universo.


Agora, uma equipa liderada pelo professor Subir Sarkar, da Universidade de Oxford, lançou dúvidas sobre este conceito cosmológico padrão.
Fazendo uso de um conjunto de dados muito maior, (um catálogo constituído por 740 super-novas Tipo Ia, que é mais de 10 vezes o tamanho da amostra usada pelos vencedores do Nobel) os pesquisadores concluíram que a evidência para a aceleração da expansão do Universo é muito mais frágil do que se pensava, com os dados na verdade sendo consistentes com uma taxa de expansão constante.
Quem explica as conclusões é o próprio professor Sarkar, numa nota publicada pela Universidade de Oxford.
"A descoberta da aceleração da expansão do Universo ganhou o Prémio Nobel, o Prémio Gruber de Cosmologia e o Prémio Descoberta em Física Fundamental.
Isto levou à aceitação generalizada da ideia de que o Universo é dominado por uma 'energia escura' que se comporta como uma constante cosmológica, sendo este actualmente o 'modelo padrão' da Cosmologia.
"No entanto, existe agora um banco de dados de super-novas muito maior sobre o qual podemos realizar análises estatísticas rigorosas e detalhadas.
Nós analisámos o mais recente catálogo de 740 super-novas Tipo Ia - mais de 10 vezes maior do que as amostras originais em que a alegação da descoberta foi baseada, e descobrimos que a evidência para a expansão acelerada é, no máximo, o que os físicos chamam de '3 sigmas'.
Isto é muito aquém do padrão '5 sigmas' necessário para reivindicar uma descoberta de importância fundamental.
"Um exemplo análogo, neste contexto, seria a recente sugestão para uma nova partícula com massa de 750 GeV baseada em dados do LHC.
Ela inicialmente tinha uma significância elevada - 3,9 e 3,4 sigmas em Dezembro do ano passado - e estimulou mais de 500 trabalhos teóricos.
No entanto, foi anunciado em Agosto, que novos dados mostram que a significação caiu para menos de 1 sigma.
Foi apenas uma flutuação estatística, e não existe essa partícula," explicou Sarkar.



Embora outros trabalhos já tenham levantado dúvidas sobre a significância das super-novas do Tipo 1A para a expansão da aceleração do Universo, há outros dados disponíveis que parecem apoiar a ideia, como informações sobre a radiação cósmica de fundo, o chamado "brilho do Big Bang", e medições do movimento de galáxias
No entanto, o professor Sarkar afirma que eles também não são conclusivos.
"Todos esses testes são indirectos, realizados no âmbito de um modelo presumido, e a radiação cósmica de fundo não é directamente afectada pela energia escura.
Na verdade, há de facto um efeito subtil, o efeito final integrado Sachs-Wolfe, mas ele não foi convincentemente detectado.
"Por isso, é bem possível que nós estejamos sendo enganados e que a aparente manifestação da energia escura seja uma consequência da análise dos dados num modelo teórico simplista - que foi de facto construído na década de 1930, muito antes de existirem quaisquer dados reais.
Uma estrutura teórica mais sofisticada, levando em conta a observação de que o Universo não é exactamente homogéneo e que o seu componente de matéria pode não se comportar como um gás ideal (dois pressupostos fundamentais da cosmologia padrão) pode muito bem ser capaz de levar em conta todas as observações sem a necessidade da energia escura.
Na verdade, a energia do vácuo é algo sobre qual não temos absolutamente nenhum entendimento em teoria fundamental.
"Naturalmente, muito trabalho terá que ser feito para convencer a comunidade de astrofísica de tudo isto, mas o nosso trabalho serve para demonstrar que um dos principais pilares do modelo cosmológico padrão é bastante instável.
Esperamos que isto motive melhores análises dos dados cosmológicos, bem como sirva como inspiração para os teóricos investigarem modelos cosmológicos mais matizados.
Progressos significativos serão feitos quando o telescópio E-ELT fizer observações com um 'pente laser' ultra-sensível para medir directamente, durante um período de 10 a 15 anos, se a taxa de expansão está de facto a acelerar," concluiu o professor Sarkar.



Apesar de ser a teoria mais aceite, a aceleração da expansão do Universo não é unânime entre os físicos e astrónomos.
Em 2011, um estudo de astrónomos brasileiros questionou a aceleração da expansão do Universo, sobretudo porque não há uma comprovação directa da teoria.
Em 2013, um cosmologista alemão foi ainda mais longe, defendendo que o Universo não se está a expandir, e muito menos está a acelerar.
Em 2014, pesquisadores chineses elaboraram uma nova técnica, que eles acreditam poder ser usada para avaliar de uma vez por todas se o Universo está mesmo acelerando ou não, uma técnica que não depende das super-novas Ia.
Em 2015, outro trabalho lançando dúvidas sobre o papel das super-novas Tipo 1A propôs que a aceleração do Universo não é constante.