Até onde sabemos, o Universo está a expandir-se – e a fazê-lo a um ritmo acelerado. Acredita-se que isso seja causado por algo chamado “constante cosmológica”, que foi proposto pela primeira vez por Albert Einstein em sua teoria da relatividade geral. Nas últimas décadas, tornou-se mais conhecido como poder sombrioque se acredita representar cerca de 70% do universo.
Crucial para essa realização foi a pesquisa Supernovas tipo Ia – Explosão de estrelas anãs brancas. Pensa-se que emitem uma certa quantidade de luz, o que permite aos astrónomos determinar a sua distância com muita precisão e, assim, acompanhar a expansão do Universo. Este trabalho é recompensado Prêmio Nobel de Física de 2011.
Acredita-se que a expansão acelerada do universo se deva à pressão negativa, uma propriedade incomum da energia escura que lhe permite superar a força da gravidade. No entanto, a natureza exacta da energia escura permanece um enigma. Não pode ser explicado pela nossa melhor teoria para os blocos de construção fundamentais do universo – que Modelo padrão de física de partículas.
No entanto, é parte integrante de outra teoria, que foi desenvolvida para explicar como surgiu o universo em grande escala. Isso é chamado de modelo padrão da cosmologia Modelo Lambda de Matéria Escura Fria (ΛCDM).
Outras evidências observacionais que apoiam a existência de energia escura incluem flutuações de temperatura Fundo cósmico de microondas (CMB) – o “brilho do Big Bang” – e sua marca Oscilações acústicas bariônicas (BAO) – ondas sonoras do universo primitivo – na distribuição das galáxias.
Mas o modelo ΛCDM tem estado sob crescente escrutínio à medida que surgem novos dados. UM A conferência é organizada pela Royal Society do Reino Unido Controvérsia sobre rachaduras emergentes no Modelo Cosmológico Padrão. Observou-se que os sucessos anteriores do modelo podem dever-se, em parte, ao “viés de confirmação” – uma tendência inconsciente de nos concentrarmos nas informações que apoiam as nossas crenças existentes, prestando menos atenção às informações que as desafiam.
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Estrutura defeituosa?
A maioria dos cosmólogos permanece céptica em relação a tais críticas e, em vez disso, está convencida por múltiplas linhas de evidência de que a expansão do Universo está a acelerar.
No entanto, todas essas análises, como a CMB ou BAO, são conduzidas usando uma solução especial das equações de Einstein chamada estrutura FLRW (Friedman-Lemaître-Robertson-Walker). É uma descrição do espaço-tempo que assume “princípios cosmológicos”, nomeadamente que o universo é, em média, homogéneo e isotrópico (parece o mesmo em todas as direcções).
No entanto, a nossa investigação recente encontrou evidências que falsificam o quadro FLRW, apresentando resultados que mostram que o universo é assimétrico ou unidirecional. Acreditamos que isto representa um desafio fundamental para a energia escura, minando a base das análises padrão de dados cósmicos.
Colaboração Esa e Planck
A observação de que o universo pode ser unidirecional é conhecida como Anomalia dipolo cósmica. Esta discrepância não pode ser corrigida ajustando os parâmetros no modelo ΛCDM. Seria necessário começar do zero para construir um modelo do universo baseado em observações e não em princípios filosóficos.
Astrofísico ganhador do Prêmio Nobel Jim Peebles disse Essa anomalia dipolo cósmica é estabelecida como outra anomalia cósmica conhecida como atração do Hubble. No entanto, observa ele, a anomalia do dipolo cósmico recebeu uma fração do interesse acumulado durante a atração do Hubble.
Juntamente com meu colega Mohammad Ramiz e seu aluno de doutorado Animesh Sah no Instituto Tata de Pesquisa Fundamental em Mumbai, também mostramos que a aceleração da expansão do universo inferida a partir de supernovas do tipo Ia Nem todos os lados são iguais.
Fundo Cósmico de Microondas – O sinal das supernovas no brilho residual do Big Bang está principalmente alinhado com as diferenças de temperatura na radiação cósmica de fundo. Acredita-se que esta diferença de temperatura, chamada anisotropia dipolo CMB, seja devida ao movimento local do Sistema Solar.
‘observador de inclinação’
A aceleração inferida das supernovas não pode, portanto, ser devida à energia escura. Pelo contrário, é provavelmente uma ilusão, porque somos “observadores de inclinação”. Isto deve-se à posição específica da Terra no mundo cósmico, onde as nossas galáxias vizinhas participam num movimento de fluxo em grande escala, mas localizado, denominado fluxo em massa.
A relação entre a luminosidade intrínseca das supernovas do Tipo Ia e a sua distância é crucial para o conceito de energia escura. No entanto, esta relação pode não ser tão forte como se supôs inicialmente.
Astrônomos sul-coreanos Evidências são encontradas A idade das estrelas anãs brancas que produziram supernovas do tipo Ia (seus progenitores) afeta a sua luminosidade. No entanto, isso aconteceu Desafiado por outras equipes.
Quando corrigimos a dependência intrínseca da luminosidade da idade ancestral, a indicação é que O universo está encolhendoEm vez de acelerar.
Isto é esperado para um universo sem energia escura. Mas isto será uma surpresa para a maioria dos cosmólogos que acreditam que existem evidências independentes convincentes para o ΛCDM, particularmente a partir de estudos da CMB. Mas as flutuações de temperatura da CMB não são afetadas pela energia escura. Em vez disso, eles estão relacionados à curvatura espacial do universo, à densidade bariônica e à densidade da matéria escura.
Se a energia escura ainda é uma hipótese válida depende de a distribuição da matéria no Universo ser de facto isotrópica – exactamente a mesma em todas as direcções. As observações sugerem o contrário. Se estes resultados forem confirmados, poderão sinalizar uma mudança de paradigma na cosmologia.
