O aglomerado de galáxias Abell 1689 é famoso pela forma como ele encurta luz em um fenômeno chamado "lente gravitacional". O estudo do aglomerado revelou segredos sobre como a energia escura afeta o Universo. (Créditos da imagem: NASA, ESA, E. Jullo [JPL/LAM], P. Natarajan [Yale], J-P. Kneib [LAM]).

A quantidade misteriosa conhecida como energia escura compõe quase três quartos do Universo, mas os cientistas estão inseguros, não apenas sobre o que é, mas também como ela funciona. Como, então, eles podem saber que essa energia estranha existe?

O Universo em expansão

Em 1929, o astrônomo norte-americano Edwin Hubble estudou estrelas explosivas conhecidas como supernovas para determinar que o Universo está se expandindo. A partir disso, os cientistas procuraram determinar o quão rápido acontece essa expansão. Parecia óbvio que a gravidade, a força que desencadeia tudo, frearia o crescimento cósmico. A pergunta que muitos faziam era: “o quanto o Universo está diminuindo?”.

Na década de 1990, duas equipes independentes de astrofísicos voltaram a estudar supernovas distantes para calcular a “desaceleração”. Surpreendentemente, eles descobriram que o Universo não estava diminuindo, mas acelerando. Para isso, algo deve estar contrariando a gravidade. Os cientistas chamaram esse “algo” de “energia escura”.

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Calculando a energia necessária para superar a gravidade, os cientistas determinaram que a energia escura compõe aproximadamente 68% do Universo. A matéria escura compõe 27% e o restante (galáxias, estrelas, planetas, entre outros) compõe apenas 5%.

Quintessência

Saber como a energia escura afeta o Universo é importante. Observações recentes indicaram que a energia escura se comportou constantemente ao longo da história do Universo, e isso fornece uma visão do material invisível.

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Uma possível solução para compreender a energia escura é que o Universo é preenchido com um campo de energia em mudança, conhecido como “quintessência”. O outro é que os cientistas não entendem corretamente como a gravidade funciona.

A teoria principal, no entanto, considera a energia escura como uma propriedade do Universo. Albert Einstein foi o primeiro a entender que o Universo não estava simplesmente vazio. Em sua Teoria da Relatividade Geral, Einstein incluiu uma constante cosmológica para explicar o Universo estacionário que os cientistas pensavam existir. Depois que Hubble anunciou o Universo em expansão, Einstein chamou sua constante de “o maior erro”.

Mas o erro de Einstein pode ser o melhor para a energia escura: o espaço vazio pode ter sua própria energia, a constante indica que, à medida que mais espaço emerge, mais energia seria adicionada ao Universo, aumentando sua expansão.

Embora a constante cosmológica coincida com observações, os cientistas ainda não estão certos exatamente sobre ela.

Energia escura versus matéria escura

A energia escura compõe a maior parte do Universo, mas a matéria escura também cobre uma parcela considerável: 27% do Universo. A matéria escura também desempenha um papel dominante.

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Como a energia escura, a matéria escura continua a confundir os cientistas. Enquanto a energia escura é uma força que explica o Universo em expansão, a matéria escura explica como grupos de objetos funcionam juntos.

Na década de 1950, cientistas que estudavam outras galáxias esperavam que a gravidade fizesse com que os centros galácticos rotem mais rápido do que as bordas externas, com base na distribuição dos objetos (estrelas, planetas, entre outros) dentro delas. Para a surpresa, ambas as regiões giraram na mesma taxa, indicando que as galáxias espirais continham significativamente mais massa do que aparentavam. Estudos de gás dentro de galáxias elípticas e de aglomerados de galáxias revelaram que essa matéria oculta estava espalhada por todo o Universo.

Os cientistas têm uma série de potenciais candidatos para a matéria escura, variando em objetos incrivelmente escassos a partículas estranhas. Mas seja qual for a fonte de matéria escura e energia escura, é claro que o Universo é afetado por coisas que os cientistas não podem observar convencionalmente.

Adaptado de Nola Taylor para o Space.com.
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Giovane Almeida
Sou baiano, tenho 18 anos e sou fascinado pelo Cosmos. Atualmente trabalho com a divulgação científica na internet — principalmente no Ciencianautas, projeto em que eu mesmo fundei aos 15 anos de idade —, com ênfase na astronomia e biologia.

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