Há uma chance de desvendar os segredos da energia escura

Lentes gravitacionais em aglomerados galácticos, como o Abell 370, ajudam os cientistas a medir a distribuição da matéria escura

Os pesquisadores esperam entender um dos mais poderosos segredos da cosmologia, simulando seu efeito no aglomerado galáctico. É sobre energia escura. Acredita-se que é seu poder que faz o Universo se expandir cada vez mais rápido. O problema é que não sabemos nada sobre energia escura, exceto que pode ser quase tudo.

Curiosamente, a energia escura tem a mesma irmã misteriosa - matéria escura. É uma substância invisível que se acumula em torno das galáxias e as impede de girar separadamente, fornecendo força gravitacional adicional. O efeito de criar um cluster está competindo com a expansão acelerada da energia escura. Mas estudar a natureza desse confronto lançará luz sobre a energia escura.

Lente gravitacional

No mundo moderno, a única maneira de observar a matéria escura é procurar os efeitos de um efeito gravitacional em outra substância ou luz. Um poderoso campo gravitacional pode levar à distorção da luz e à flexão a longas distâncias. Este efeito é chamado de lente gravitacional. Ao comparar a matéria escura em partes do espaço, os cientistas podem determinar quantos aglomerados de matéria escura existem, bem como a energia escura que os afeta. Mas a conexão entre lentes gravitacionais e o acúmulo de matéria escura não será fácil. Para interpretar os dados dos telescópios, você precisa se referir aos modelos cosmológicos detalhados - representações matemáticas de sistemas complexos. Os pesquisadores estão agora envolvidos no desenvolvimento de tal modelo, que deve ter precisão suficiente para testar várias hipóteses sobre a energia escura.

quinta força

Uma das teorias exóticas é que a energia escura é o resultado da quinta força ainda inexplorada (as outras quatro são: gravidade, eletromagnetismo, forças nucleares fortes e fracas dentro dos átomos). Mas a hipótese mais comum é referida como a constante cosmológica apresentada por Albert Einstein como parte da teoria geral da relatividade. Acredita-se que este é um mar onipresente de partículas virtuais que constantemente aparecem e desaparecem no universo.

Para excluir a hipótese de Einstein, é necessário provar que a matéria escura não é algo permanente. Este objetivo é perseguido no projeto EDECS. Em vez de modelar o processo de criação de um cluster de dados de lentes gravitacionais, tudo começa com uma hipótese dinâmica (não constante) sobre a energia escura. Como resultado, os cientistas tentarão prever como a matéria escura se condensaria (se a ideia funcionar).

Aproximando-se dos limites

Há infinitos caminhos de energia escura que podem se transformar no espaço e no tempo, embora as observações nos tenham permitido excluir muitas teorias. Agora o foco é deslocado para a energia escura dinâmica. A simulação que rastreia a evolução de numerosas partículas da “matéria escura” do N-body requer que os supercomputadores trabalhem por longos períodos de tempo.

O novo modelo prevê que a energia escura que se desenvolve ao longo do tempo deve influenciar as acumulações de matéria escura. Por sua vez, isso altera a eficiência com a qual as galáxias são formadas. As previsões podem ser testadas com telescópios, como LSST (Chile), SKA (Austrália e África do Sul), bem como as missões Euclid e WFIRST (telescópio IR). Se a energia escura se tornar um fenômeno dinâmico, isso afetará muito a cosmologia e nossa compreensão da física fundamental.

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