Um novo estudo inovador que utiliza os conjuntos finais de dados do DES (Dark Energy Survey) sugere potenciais inconsistências no modelo cosmológico padrão, conhecido como Lambda-CDM. Se confirmadas, estas descobertas podem alterar fundamentalmente a nossa compreensão do Universo. O DES foi realizado usando a DECam (Dark Energy Camera) de 570 megapixéis fabricada pelo Departamento de Energia dos EUA, montada no Telescópio de 4 metros Víctor M. Blanco da NSF (National Science Foundation) no CTIO (Cerro Tololo Inter-American Observatory) no Chile, um programa do NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) da NSF.

O modelo Lambda-CDM (ou ΛCDM) tem sido a base da cosmologia moderna há já algum tempo, descrevendo com sucesso estruturas de grande escala no Universo. Propõe que 95% do cosmos é composto por matéria escura (25%) e energia escura (70%) - substâncias misteriosas cuja natureza permanece desconhecida. Apenas 5% do Universo é constituído por matéria normal.

Pensa-se que a energia escura, representada pela constante cosmológica (Λ), impulsiona a expansão acelerada do Universo, mantendo uma densidade de energia constante ao longo do tempo. No entanto, novos resultados do DES (Dark Energy Survey), apresentados num artigo científico publicado no site arXiv e em palestras na Cimeira Global de Física da Sociedade Americana de Física, em Anaheim, Califórnia, EUA, apontam para um desvio deste pressuposto, sugerindo que a energia escura pode evoluir ao longo do tempo. Estas descobertas alinham-se com estudos anteriores, reforçando a sua importância.

O DES é uma colaboração internacional que inclui mais de 400 cientistas de mais de 25 instituições, liderada pelo Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) do Departamento de Energia dos EUA. O DES foi realizado recorrendo à DECam (Dark Energy Camera) de 570 megapixéis fabricada pelo Departamento de Energia dos EUA, montada no Telescópio de 4 metros Víctor M. Blanco da NSF (National Science Foundation) no CTIO (Cerro Tololo Inter-American Observatory) no Chile, um programa do NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) da NSF. Recolhendo dados em 758 noites ao longo de seis anos, os cientistas do DES mapearam uma área de quase um-oitavo de todo o céu. O projeto emprega múltiplas técnicas de observação, incluindo medições de supernovas, análise de enxames de galáxias e lentes gravitacionais fracas, para estudar a energia escura.

Duas medições-chave do DES - OABs (oscilações acústicas bariónicas) e medições da distância de explosões estelares (supernovas do Tipo Ia) - acompanham a história da expansão do Universo. As OABs referem-se a uma régua cósmica padrão formada por ondas sonoras no Universo primitivo, com picos que se estendem por cerca de 500 milhões de anos-luz. Os astrónomos podem medir estes picos em vários períodos da história cósmica para ver como a energia escura esticou a escala ao longo do tempo.

Santiago Avila, do CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas), em Espanha, responsável pela análise da escala OAB no DES, afirma: "Ao analisar 16 milhões de galáxias, o DES descobriu que a escala OAB medida é, na realidade, 4% mais pequena do que a prevista pelo ΛCDM".

As supernovas do Tipo Ia funcionam como "velas padrão", o que significa que têm um brilho intrínseco conhecido. Por conseguinte, o seu brilho aparente, combinado com informações sobre as galáxias que as acolhem, permite aos cientistas efetuar cálculos precisos das distâncias. Em 2024, o DES publicou o mais extenso e detalhado conjunto de dados de supernovas até à data, fornecendo medições altamente precisas das distâncias cósmicas. Estas novas descobertas dos dados combinados de supernovas e OABs confirmam de forma independente as anomalias observadas nos dados de supernovas de 2024.

Ao integrar as medições DES com os dados da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, os investigadores inferiram as propriedades da energia escura - e os resultados sugerem uma natureza evolutiva. Se validados, indicam que a energia escura, a constante cosmológica, afinal não é constante, mas um fenómeno dinâmico que requer um novo enquadramento teórico.

"Este resultado é intrigante porque sugere uma física para além do modelo padrão da cosmologia", diz Juan Mena-Fernández do Laboratório de Física Subatómica e Cosmologia em Grenoble, França. "Se mais dados confirmarem estas descobertas, poderemos estar à beira de uma revolução científica".

Embora os resultados atuais ainda não sejam definitivos, as próximas análises que incorporem sondas DES adicionais - tais como o agrupamento de galáxias e as lentes fracas - poderão reforçar as evidências. Tendências semelhantes surgiram noutros grandes projetos cosmológicos, incluindo o DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), aumentando a expetativa da comunidade científica.

"Estes resultados representam anos de esforço colaborativo para extrair conhecimentos cosmológicos dos dados do DES", diz Jessie Muir da Universidade de Cincinnati, EUA. "Ainda há muito para aprender e será emocionante ver como a nossa compreensão evolui à medida que novas medições se tornam disponíveis".

A análise final do DES, esperada para o final deste ano, incorporará sondas cosmológicas adicionais para verificar as descobertas e refinar as restrições à energia escura. A comunidade científica aguarda ansiosamente estes resultados, uma vez que poderão abrir caminho a uma mudança de paradigma na cosmologia.

// NOIRLab (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv)

Quer saber mais?

Universo:
A expansão acelerada do Universo (Wikipedia)
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Lei de Hubble (Wikipedia)
Determinando a constante de Hubble (Wikipedia)
Idade do Universo (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)
Modelo Lambda-CDM (Wikipedia)
Indicadores de distâncias cósmicas (Wikipedia)
"Escada" de distâncias cósmicas (Wikipedia)

Matéria escura:
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Energia escura:
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Oscilações Acústicas Bariónicas (OABs):
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Supernovas:
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Tipo Ia (Wikipedia)

DES (Dark Energy Survey):
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CTIO (Cerro Tololo Inter-American Observatory):
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Telescópio Víctor M. Blanco (Wikipedia)
DECam (NOIRLab)