Em 1929, Edwin Hubble mudou para sempre nossa compreensão do cosmos, mostrando que o Universo está em um estado de expansão. Na década de 1990, os astrônomos determinaram que a taxa em que está se expandindo está realmente aumentando, o que, por sua vez, levou à teoria da "energia escura". Desde então, astrônomos e físicos têm procurado determinar a existência dessa força medindo a influência que ela exerce sobre o cosmos.
O mais recente desses esforços vem do Sloan Digital Sky Survey III (SDSS III), onde uma equipe internacional de pesquisadores anunciou que terminou de criar as medidas mais precisas do Universo até o momento. Conhecida como Pesquisa Espectroscópica de Oscilação de Baryon (BOSS), suas medidas impuseram novas restrições às propriedades da Energia Escura.
As novas medidas foram apresentadas pelo astrônomo da Universidade de Harvard Daniel Eisenstein em uma recente reunião da Sociedade Astronômica Americana. Como diretor do Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), ele e sua equipe passaram os últimos dez anos medindo o cosmos e as flutuações periódicas na densidade da matéria normal para ver como as galáxias estão distribuídas pelo Universo.
E após uma década de pesquisa, a equipe do BOSS conseguiu produzir um mapa tridimensional do cosmos que abrange mais de seis bilhões de anos-luz. E enquanto outras pesquisas recentes foram mais longe - até distâncias de 9 e 13 bilhões de anos-luz - o mapa BOSS é único, pois possui a mais alta precisão de qualquer mapa cosmológico.
De fato, a equipe do BOSS foi capaz de medir a distribuição de galáxias no cosmos e a uma distância de 6 bilhões de anos-luz, dentro de uma margem de erro sem precedentes de 1%. Determinar a natureza dos objetos cósmicos a grandes distâncias não é tarefa fácil, devido aos efeitos da relatividade. Como o Dr. Eisenstein disse à Space Magazine por e-mail:
“As distâncias são um desafio de longa data em astronomia. Enquanto os humanos costumam julgar a distância por causa de nossa visão binocular, galáxias além da Via Láctea estão muito longe para usá-la. E como as galáxias têm uma grande variedade de tamanhos intrínsecos, é difícil avaliar a distância. É como olhar para uma montanha distante; o julgamento de sua distância está atrelado ao julgamento de sua altura ".
No passado, os astrônomos fizeram medições precisas de objetos dentro do universo local (isto é, planetas, estrelas vizinhas, aglomerados de estrelas) confiando em tudo, desde radar a desvio para vermelho - o grau em que o comprimento de onda da luz é deslocado para a extremidade vermelha do espectro. No entanto, quanto maior a distância de um objeto, maior o grau de incerteza.
E até agora, apenas objetos que estão a alguns milhares de anos-luz da Terra - ou seja, dentro da Via Láctea - tiveram suas distâncias medidas dentro de uma margem de erro de um por cento. Como o maior dos quatro projetos que compõem o Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), o que diferencia o BOSS é o fato de ele se basear principalmente na medição do que é chamado de "oscilações acústicas bariônicas" (BAOs).
Essas são ondulações periódicas essencialmente sutis na distribuição da matéria bariônica visível (isto é, normal) no cosmos. Daniel Eisenstein explicou:
“O BOSS mede a expansão do Universo de duas maneiras principais. A primeira é usando as oscilações acústicas bariônicas (daí o nome da pesquisa). As ondas sonoras que viajam nos primeiros 400.000 anos após o Big Bang criam uma escala preferida para separações de pares de galáxias. Medindo essa separação preferida em uma amostra de muitas galáxias, podemos inferir a distância até a amostra.
“O segundo método é medir como o agrupamento de galáxias difere entre os pares orientados ao longo da linha de visão em comparação com a transversal à linha de visão. A expansão do Universo pode fazer com que esse agrupamento seja assimétrico se alguém usar o histórico de expansão errado ao converter redshifts em distância. ”
Com essas novas medições de distância altamente precisas, os astrônomos do BOSS poderão estudar a influência do Dark Matter com muito mais precisão. "Diferentes modelos de energia escura variam na maneira como a aceleração da expansão do Universo prossegue ao longo do tempo", disse Eisenstein. “O BOSS está medindo o histórico de expansão, o que nos permite inferir a taxa de aceleração. Encontramos resultados altamente consistentes com as previsões do modelo constante cosmológico, ou seja, o modelo em que a energia escura tem uma densidade constante ao longo do tempo. ”
Além de medir a distribuição da matéria normal para determinar a influência da Energia Negra, a Colaboração SDSS-III está trabalhando para mapear a Via Láctea e procurar planetas extra-solares. As medidas do BOSS são detalhadas em uma série de artigos que foram submetidos a periódicos pela colaboração do BOSS no mês passado, e agora estão disponíveis on-line.
E o BOSS não é o único esforço para entender a estrutura em larga escala do nosso Universo e como todas as suas forças misteriosas a moldaram. No mês passado, o professor Stephen Hawking anunciou que o centro de supercomputação COSMOS na Universidade de Cambridge criaria o mapa 3D mais detalhado do Universo até hoje.
Contando com os dados obtidos pelos dados da CMB obtidos pelo satélite Planck da ESA e pelas informações do Dark Energy Survey, eles também esperam medir a influência que a Dark Energy teve na distribuição de matéria em nosso Universo. Quem sabe? Dentro de alguns anos, podemos muito bem entender como todas as forças fundamentais que governam o Universo funcionam juntas.
