Vazio cósmico pode explicar o mistério da expansão acelerada do Universo

A principal crise da cosmologia contemporânea, conhecida como Tensão de Hubble, surge na tentativa de determinar a taxa de expansão do Universo no presente. Os dados observacionais indicam que as galáxias se afastam a uma velocidade superior à prevista pelos modelos cosmológicos.

Em termos científicos, observa-se que o desvio para o vermelho incrementa aproximadamente 10% mais rapidamente em relação ao previsto pelo modelo ΛCDM (Modelo Lambda de Matéria Escura Fria), o modelo padrão desenvolvido pela comunidade cosmológica internacional para explicar o funcionamento do Universo.

Em termos práticos, isso implica que, ao analisar o Universo primordial, através da radiação cósmica de fundo – “luz fóssil” da época em que o Universo tinha apenas 380 mil anos, os astrônomos obtêm um resultado. Contudo, ao observar o Universo local atualmente, medindo distâncias até supernovas e estrelas Cefeidas, alcançam outro valor.

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O astrofísico Indranil Banik, da Universidade de Portsmouth, durante o Encontro Nacional de Astronomia 2025 (NAM), realizado em Durham, Inglaterra, explicou que “uma solução potencial para essa inconsistência é que nossa galáxia está próxima do centro de um grande vazio local”.

Devido à gravidade que atrai matéria em direção a áreas de maior concentração de massa, compreenda.

Consolidado no final dos anos 1990, o modelo cosmológico padrão prevê que o Universo seja homogêneo em grande escala, apresentando uma uniformidade geral. No entanto, em escalas menores, a gravidade organiza as galáxias em estruturas complexas, formando a teia cósmica com seus filamentos, nós e vazios.

Aqui, a tradução para o português pode nos confundir, pois os vazios não são exatamente vazios, mas contêm matéria dispersa e algumas galáxias isoladas. Elas são continuamente puxadas pela gravidade dos filamentos próximos em direção às estruturas mais densas da teia cósmica.

Em virtude da Via Láctea situada em uma área de baixa densidade, haveria duas velocidades: a velocidade de recessão, que é a velocidade cósmica usual; e uma velocidade suplementar decorrente do “puxão” gravitacional extra das regiões mais densas das extremidades do vácuo.

Assim, as medições locais da expansão registrariam velocidades adicionais, que impulsionam essas galáxias para longe de nós. Isso justificaria porque os valores obtidos não coincidem, ou seja, o que entendemos como maior expansão é apenas o efeito gravitacional local.

A hipótese é instigante e desafia, em certa medida, o modelo cosmológico padrão. Para que ela seja válida, o suposto vazio local precisaria ter uma densidade 20% menor que a média universal. De qualquer forma, “a tensão de Hubble não pode ser resolvida dentro do modelo padrão”, afirmou Banik.

Implicações da confirmação da hipótese do vazio

O Dr. Banik apresentou, em sua apresentação na reunião da Royal Astronomical Society, dados que indicam a possibilidade de estarmos inseridos em um imenso vazio cósmico. As evidências compreendem a baixa quantidade de galáxias que nos cercam e sinais da Oscilação Acústica Bariônica, o “eco do Big Bang”.

À medida que o Universo se expandia e resfriava, as vibrações do denso plasma inicial foram congeladas no tempo, ou seja, cessaram de se propagar. Contudo, a estrutura dessas ondas permaneceu “registrada” na distribuição da matéria. Essa “fotografia” é consistente com a hipótese de nosso grupo local de galáxias estar em um vácuo cósmico.

Para validar a hipótese, a equipe pretende empregar métodos distintos, incluindo o estudo de galáxias inativas, que cessaram a formação de estrelas. Essas galáxias atuariam como cronômetros cósmicos, auxiliando na medição da expansão universal e, por fim, confirmando a ideia de um cenário vazio.

Para Banik, “o que estamos tentando avaliar é se a tensão do Hubble persiste até altos desvios para o vermelho. Ou seja, se, quando o Universo tinha talvez cerca de metade do tamanho atual e metade da idade, a taxa de expansão estava mais alinhada com a previsão do modelo cosmológico padrão”.

O pesquisador de cosmologia e gravitação afirma em entrevista à IFLScience que isso é um “forte sinal” de que a tensão do Hubble seja um efeito local ou restrito a épocas tardias do Universo. Isso é fundamental para entendermos as limitações do modelo cosmológico que usamos hoje.

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Fonte por: CNN Brasil