Mais completo mapa do universo preenche lacuna de 11 bilhões de anos

Depois de vinte anos de coleta de dados e cinco anos de análise por mais de 100 astrofísicos, pesquisadores do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) lançaram o maior mapa tridimensional do universo já criado. Medidas detalhadas de mais de dois milhões de galáxias e quasares levantadas pelo projeto cobrem uma lacuna 11 bilhões de anos de tempo cósmico.

"Conhecemos muito bem a história antiga do universo e sua expansão recente, mas há uma lacuna problemática nos 11 bilhões de anos", explica o cosmólogo da Universidade de Utah Kyle Dawson, que liderou a equipe do SDSS. "Trabalhamos para preencher essa lacuna e estamos usando essas informações para fornecer alguns dos avanços mais substanciais em cosmologia na última década", completou.

Dados coletados da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, em especial a medição da quantidade relativa de elementos criados logo após o Big Bang, forneceram o cenário para os primeiros anos do universo. O histórico de expansão nos últimos bilhões de anos foi computado a partir de mapas de galáxias e medições de distância, incluindo fases anteriores do SDSS.

Já os novos resultados vieram do Estudo Espectroscópico de Oscilação de Baryon (extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, ou eBOSS). A análise implementou pesquisas de desvio para o vermelho, que medem as velocidades nas quais as galáxias se afastam da Terra devido à expansão do universo, a fim de inferir suas distâncias.

"Juntas, análises detalhadas do mapa do eBOSS e os experimentos anteriores do SDSS forneceram as medições mais precisas do histórico de expansão no intervalo mais amplo de todos os tempos cósmicos", avalia o pesquisador da Universidade de Waterloo Will Percival, um dos participantes do eBOSS. "Esses estudos nos permitem conectar todas essas medidas em uma história completa da expansão do universo".

O mapa final revela os filamentos galácticos e os espaços vazios que definem a estrutura do universo, a partir de 300 mil anos depois do Big Bang. A partir desse mapa, os pesquisadores medem padrões na distribuição de galáxias em parâmetros-chave com precisão superior a 1%. O estudo mostra, por exemplo, que a expansão do universo começou a acelerar há cerca de seis bilhões de anos e continuou cada vez mais rápida desde então.

Essa expansão acelerada, segundo os pesquisadores, deve-se à misteriosa "energia escura", consistente com a Teoria Geral da Relatividade de Einstein, mas extremamente difícil de conciliar com nosso entendimento atual da física de partículas.

"Ao combinar dados do SDSS com dados adicionais da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, supernovas e outros programas, podemos medir simultaneamente muitas propriedades fundamentais do Universo", afirma a pesquisadora Eva-Maria Mueller, da Universidade de Oxford, que liderou a análise dos resultados da amostra completa do SDSS. O mapa é legado para projetos futuros. Na próxima década, pesquisas podem usar seus dados para resolver alguns dos dilemas da astrofísica, ou talvez revelar novas surpresas.