Uma equipa internacional de astrónomos forneceu uma medida clara da rapidez com que o Universo próximo se está a expandir. Em vez de resolver um problema antigo, as novas descobertas tornam o problema mais difícil de ignorar. A colaboração inclui John Blakeslee do NSF NOIRLab, que é financiado pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA e inclui dados de vários telescópios NOIRLab.
Os cientistas há muito confiam em duas técnicas principais para determinar a taxa de expansão do universo. Um método concentra-se no espaço próximo, medindo a distância até estrelas e galáxias para calcular a velocidade com que tudo está se movendo. Outro olha muito para trás no tempo para estimar qual deveria ser a taxa de expansão hoje, com base no Modelo Padrão da cosmologia usando a radiação cósmica de fundo em micro-ondas.
Em teoria, ambos os métodos deveriam produzir a mesma resposta. Na realidade, eles não o fazem. As observações do universo local indicam consistentemente uma rápida taxa de expansão de cerca de 73 quilómetros por megaparsec por segundo. Enquanto isso, cálculos baseados no universo primitivo sugerem uma taxa mais lenta de aproximadamente 67 ou 68. A diferença entre esses valores é pequena em termos absolutos, mas grande demais para ser descartada como um acaso estatístico. Esta discrepância é conhecida como atração de Hubble e foi demonstrada repetidamente em estudos independentes.
Uma abordagem unificada traz nova precisão
Para melhorar a precisão, os pesquisadores combinaram décadas de observações em uma estrutura única e integrada. Este esforço, liderado pela colaboração H0 Distance Network (H0DN), produziu a medição direta mais precisa das taxas de expansão local até à data. Suas descobertas, publicadas em 10 de abril Astronomia e AstrofísicaColoque a constante de Hubble em 73,50 ± 0,81 quilômetros por segundo por megaparsec, o que atinge uma precisão ligeiramente melhor que 1%.
Através de um grande esforço colaborativo iniciado durante o workshop inovador do Instituto Internacional de Ciência Espacial (ISSI) “A rede de distância local: um relatório de consenso comunitário sobre medições da constante de Hubble com precisão de ∼1%”, “O que há sob o H0od?” Realizado no ISSI em Berna, Suíça, em março de 2025.
“Não é apenas um novo valor da constante de Hubble”, observa a colaboração, “é uma estrutura construída pela comunidade que reúne décadas de medições de distância independentes, de forma transparente e acessível”.
Dados de observatórios terrestres e espaciais
O NSF NOIRLab contribuiu com conhecimentos científicos e observações originais. John Blakeslee, que atua como diretor de pesquisa e serviços científicos do NSF NOIRLab, faz parte da colaboração. A análise incluiu dados do Observatório Interamericano NSF Cerro Tololo (CTIO) no Chile e do Observatório Nacional NSF Kitt Peak (KPNO) no Arizona, ambos programas do NSF NOIRLab. Estas observações foram combinadas com dados de outras instalações, tanto no terreno como no espaço, fortalecendo os resultados globais.
Em vez de depender de uma única estratégia, a equipe criou o que chama de “rede à distância”. Este sistema combina vários métodos sobrepostos usados para medir distâncias cósmicas. Estas incluem estrelas variáveis Cefeidas, que aumentam e diminuem de brilho de maneiras previsíveis, estrelas gigantes vermelhas com luminosidades conhecidas, supernovas do Tipo Ia e certos tipos de galáxias.
Essa abordagem em camadas permite que os pesquisadores verifiquem os resultados de várias maneiras. Se um método apresentar falhas, removê-lo da análise alterará a resposta final. Isso não aconteceu. Mesmo quando as estratégias individuais foram excluídas, o resultado global manteve-se essencialmente inalterado. A consistência entre os métodos reforça a confiança nas taxas de expansão medidas.
“Este trabalho exclui efetivamente interpretações da tensão de Hubble que se baseiam em erros únicos e negligenciáveis nas medições de distâncias locais”, concluem os autores. “Se a excitação for real, como sugere um conjunto crescente de evidências, ela poderá apontar para uma nova física além do modelo cosmológico padrão.”
O que poderia significar a tensão do Hubble?
Além das técnicas de medição de impacto. A lenta taxa de expansão derivada do universo primitivo depende do modelo padrão da cosmologia, que descreve como o universo evoluiu desde o Big Bang. Se faltar alguma coisa a esse modelo, como um relato da energia escura, partículas desconhecidas ou mudanças na gravidade, as suas previsões para a expansão de hoje podem estar erradas.
Nesse caso, a atração do Hubble pode sinalizar um problema mais profundo, em vez de um simples problema de medição. Isto pode indicar que os cientistas precisam de rever a sua compreensão de como o universo funciona.
Olhando para frente com observações futuras
A rede à distância recentemente desenvolvida fornece uma estrutura para estudos futuros. Ao disponibilizar publicamente os seus métodos e dados, a equipa criou um sistema que pode ser refinado à medida que novas observações se tornam disponíveis. Espera-se que os próximos observatórios forneçam medições mais precisas, o que pode ajudar a determinar se esta discrepância será eventualmente resolvida ou continuará a apontar para uma nova física.
Mais informações
Esta pesquisa é apresentada em um artigo intitulado “The Local Distance Network: Measurement of the Hubble Constant to ∼1% Accuracy”. Astronomia e Astrofísica.
Os resultados são apresentados pela colaboração H0DN.
NSF NOIRLab, Centro Nacional da Fundação Científica dos EUA para Astronomia Óptica-Infravermelha Baseada no Solo, opera o Observatório Internacional Gemini (NSF, NRC-Canadá, ANID-Chile, MCTIC-Brasil, MINCyT-Argentina e KASI-República da Coreia), Observatório KITPNS Coreia (PNSS), Observatório Interamericano Cerro Tololo (CTIO), Centro Comunitário de Ciência e Dados (CSDC) e NSF-DOE Vera Observatório C. Rubin (em colaboração com o SLAC National Accelerator Laboratory do DOE). É operado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia (AURA) sob um acordo de cooperação com a NSF e está sediado em Tucson, Arizona.
A comunidade científica tem a honra de ter a oportunidade de realizar pesquisas astronômicas em Ioligum Duag (Kit Peak) no Arizona, Maunakea no Havaí e em Cerro Tololo e Cerro Pachon no Chile. Reconhecemos e reconhecemos o papel cultural muito importante e o respeito do maunakea para a nação Tohono O’odham, E’oligam Duag e para a comunidade Kanaka Maoli (nativo havaiano).
