Cada novo experimento para entender o Universo é como um capítulo de um livro muito longo. E o trecho mais recente disponibilizado ao público veio da Colaboração DESI, o maior experimento da Humanidade na investigação do Cosmos.
Com o DESI, conseguimos mapear um grande número de galáxias e quasares no Universo, proporcionando uma visão sem precedentes de sua distribuição e estrutura. E não é só isso: temos um mapa da distribuição da matéria nos últimos 11 bilhões de anos. Nada mal, considerando que o Universo inteiro tem pouco menos de 14 bilhões de anos de idade.
O DESI nos forneceu o melhor mapa tridimensional do Universo até agora.
Sem incertezas
Imagine o Universo como um mar repleto de ilhas de matéria. Cada ilha tem um farol, as galáxias. Não vemos toda a terra em cada ilha, mas sabemos que onde há um farol, haverá uma ilha. Mas essas ilhas são um pouco particulares porque se movem, cada uma em uma velocidade diferente, tanto em direção quanto em quantidade. Bem, a partir dessas velocidades, podemos dizer a que distância cada galáxia está de nós. É como saber se uma ambulância está chegando ou se afastando por como ouvimos sua sirene.
Como toda boa história, ela se torna mais interessante à medida que avança. Graças ao mapa que o DESI nos forneceu sobre o último bilhão de anos, nosso conhecimento sobre a evolução do Universo agora não tem mais do que 1% de incerteza.
Tudo muda
Entre o tesouro de informações que o DESI nos forneceu, a descoberta mais importante é que a energia escura parece concordar com uma antiga canção, aquela com a frase “change, everything changes” (“mudanças, tudo muda”).
Durante décadas, pensamos que a melhor descrição possível da energia escura era um tipo de constante cosmológica. Nesse modelo, a densidade desse ingrediente da sopa cósmica permanecia inalterada, quase como uma fotografia. No entanto, mesmo que seja constante, a repulsão gravitacional exercida por esse tipo de energia escura faz com que a expansão do Universo acelere continuamente.
É isso que nos foi dito até agora. Pode ser que o que estamos assistindo não seja uma fotografia parada no tempo, mas um filme lento e emocionante. E é bem possível que, como em um bom romance de Agatha Christie, haja uma reviravolta inesperada no final, e que ela venha pelas mãos da energia escura.
Continuando com a analogia literária, o DESI é o Hercule Poirot desse romance.
Mapeando nossa ignorância
Um dos cenários mais populares para explicar a evolução do Universo toma como parâmetro a velocidade com que ele está se expandindo e um modelo matemático muito simples. Pegamos o valor atual (a velocidade com que o Universo mais jovem está se movendo) e, do outro lado, o valor da velocidade observada no Universo primitivo. Então traçamos uma linha entre o valor atual e o valor mais antigo que podemos ver.
O DESI foi encarregado de analisar a inclinação desta linha. Para fazer isso, os pesquisadores a reconstruíram com os dados coletados por ele. Às vezes, há áreas que são inacessíveis para esse experimento específico, e os cientistas recorrem aos valores medidos por outros projetos. Em outras ocasiões, nos vemos em um deserto de dados, e temos de recorrer a preencher a lacuna com engenhosidade matemática. De certa forma, estamos mapeando nossa ignorância.
As galáxias cuja física o DESI observou com a mais alta precisão nos permitem reduzir cada vez mais essa incerteza.
A energia escura está se diluindo
Os resultados dos dados analisados pelo DESI nos permitem interpretar que a energia escura no Universo está se diluindo. Embora esteja desaparecendo - ainda que muito lentamente -, ela continua a dominar tudo. Enquanto isso, o Universo continua e continuará a se expandir em um ritmo acelerado.
Mas o DESI revela algo novo, uma mudança que não é fácil de encaixar nas nossas teorias: nos primeiros estágios do Universo, esse não era o caso. Naquele período, a matéria, como é agora, era um ator menor, e a energia escura nem sequer era protagonista no grande palco cósmico. Naquele início entre os inícios, o papel principal era desempenhado pelos fótons que hoje formam a radiação cósmica de fundo em micro-ondas.
De acordo com o DESI, durante esse estágio, a densidade da energia escura aumentou gradualmente, recuperando seu papel principal no Universo.
Podemos aprender algo com essa mudança de tendência. Se o comportamento atual da energia escura é muito diferente do comportamento primordial, é porque ocorreu uma evolução! A reviravolta final foi descoberta pelo nosso Hercule Poirot, DESI!
A agitação entre os físicos
Essas descobertas provocaram um frenesi de atividade. Muitos pesquisadores entraram em cena para refutar ou apoiar os resultados. Por um lado, a física envolvida neste estudo é tremendamente complexa. Por outro, o tratamento estatístico dos dados precisa ser impecável. Assim, muitos de nós começamos a procurar pistas de algo que não se encaixa perfeitamente. Alguns de nós, cosmólogos, nos tornamos o personagem fofoqueiro do romance que fornece informações ao detetive encarregado da investigação.
A próxima pergunta a ser resolvida pelo nosso detetive cósmico pode ser formulada da seguinte forma: por que a energia escura se comportou de forma diferente em dois períodos do Universo?
Felizmente, o DESI ainda não terminou seu trabalho aqui - ainda há muita pesquisa pela frente. De fato, pelo menos até 2026, ele continuará a observar o Universo.
Quem sabe que outros mistérios surgirão a partir do que ele vê, e quem sabe se o DESI também resolverá alguns dos maiores mistérios cosmológicos que temos em nossas mãos?