A energia escura pode ser causada pela pressão de vazios gigantes do nada que podem estar separando o universo.
Desertos gigantescos de nada quase completo que compõem a maior parte do universo podem estar causando a aceleração da expansão do universo, sugere uma nova pesquisa. Isso significa que essas vastas extensões de nada poderiam explicar a energia escura, a força misteriosa que parece estar separando o universo.
Bem-vindo ao deserto
Afastar-se do sistema solar e da Via Láctea, e um padrão interessante emerge: a teia cósmica, o maior padrão encontrado na natureza. Nessas escalas, onde galáxias inteiras aparecem como pequenos pontos de luz, os astrônomos observam longas e finas cordas de galáxias chamadas filamentos, aglomerados densos chamados aglomerados e, entre eles, todas as vastas regiões de quase total vazio. Essas regiões áridas são os grandes vazios cósmicos, o menor dos quais tem 20 milhões de anos-luz de diâmetro, enquanto o maior pode ter mais de 160 milhões de anos-luz de diâmetro.
Como as lacunas em uma teia de aranha, os vazios compõem a grande maioria do volume do universo, apesar de hospedar quase nada da matéria. De fato, além da própria teia cósmica, que se estende de um extremo ao outro do universo observável, os vazios cósmicos são as maiores coisas do cosmos.
O poder do nada
Os astrônomos detectaram vazios cósmicos pela primeira vez no final dos anos 1970, mas desde então eles foram amplamente ignorados. Em vez disso, astrônomos e cosmólogos se concentraram nas estruturas iluminadas do universo, como galáxias e aglomerados. Por meio desses estudos, os astrônomos detectaram uma surpresa na década de 1990: a energia escura.
Energia escura é o nome dado à expansão acelerada observada do universo. Isso significa que não apenas o universo está se expandindo a cada dia; está se expandindo cada vez mais rápido a cada momento que passa.
Os astrônomos não têm ideia do que está impulsionando esse período de expansão acelerada, que parece ter começado há cerca de 5 bilhões de anos. Daí o termo energia escura – é um nome legal para um enorme enigma cosmológico.
O que os vazios têm a ver com a energia escura? Por um lado, os efeitos da expansão acelerada não são sentidos dentro de sistemas estelares ou galáxias; lá, a atração gravitacional da matéria é mais do que forte o suficiente para dominá-la completamente. Por exemplo, nem nosso próprio sistema solar nem a Via Láctea estão crescendo por causa da energia escura. Mas como os vazios estão quase completamente vazios, eles sentem os efeitos da energia escura com muito mais facilidade. Portanto, faz sentido investigar a natureza dessa expansão acelerada onde sua influência é mais forte.
E um novo trabalho de pesquisa, liderado por uma equipe de físicos teóricos iranianos, leva essa linha de pensamento um passo adiante. Em seu artigo, publicado em julho no banco de dados de pré-impressão arXiv (abre em uma nova guia) e aceito para publicação na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, os autores afirmam que a energia escura não é encontrada apenas nos vazios, mas é causada por eles.
Da escuridão
Como essas regiões gigantescas de vazio podem causar uma expansão acelerada? A resposta, segundo os autores, não é olhar apenas para a existência de vazios cósmicos, mas também para sua dinâmica.
Os vazios cósmicos simplesmente não existem. Como todas as outras grandes estruturas do universo, elas cresceram de um começo humilde até sua enorme estatura atual. Há bilhões de anos, toda a matéria do universo estava espalhada de maneira bastante uniforme; não havia grandes diferenças de densidade de um lugar para outro. Mas com o tempo, qualquer lugar que tivesse um pouco mais de matéria do que a média começou a atrair mais matéria para ele. Com mais matéria, aquela região tinha ainda mais atrativos, o que impulsionava ainda mais o crescimento. Ao longo de bilhões de anos, a matéria se acumulou para formar galáxias, grupos e aglomerados.
E à medida que essas estruturas cresciam, os vazios se esvaziavam e aumentavam. Mas, em vez de vê-lo como um processo passivo, podemos ver o crescimento dos vazios exercendo pressão sobre as estruturas ao seu redor. Por exemplo, à medida que os vazios crescem, as paredes das galáxias entre eles diminuem gradualmente e eventualmente se dissolvem, permitindo que os vazios se fundam. Nos próximos bilhões de anos, os vazios acabarão por dissolver a teia cósmica, forçando toda a matéria a aglomerados isolados separados por centenas de milhões de anos-luz de vazio.
Essa pressão distorce o espaço-tempo em torno dos vazios, assim como qualquer outra fonte de matéria ou energia no universo. A distorção do espaço-tempo significa que, à medida que os vazios se expandem, eles empurram as galáxias em suas fronteiras, fazendo com que se separem apesar da atração gravitacional entre elas.
Os autores descobriram que os efeitos cumulativos de todos os grandes vazios do universo trabalhando juntos para dissolver a teia cósmica levam a uma expansão acelerada. A força dessa expansão acelerada impulsionada pelo vazio corresponde às estimativas atuais de energia escura.
Os astrônomos precisarão de mais estudos para testar essa ideia. Por um lado, precisamos de mais medições de vazios para obter um melhor cálculo de sua pressão combinada. Além disso, precisamos de mais informações sobre a própria energia escura, especialmente se sua força mudou nos últimos bilhões de anos. Ainda assim, é uma ideia intrigante: talvez a energia escura não seja causada por alguma força ou processo exótico no universo, mas seja simplesmente um subproduto da evolução normal do vazio.
Fonte: Originalmente publicado na Live Science.
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