A expansão do Universo está desacelerando: crescem as evidências de que a energia escura enfraquece com o tempo.

O DESI é um instrumento de última geração que mapeia objetos distantes para estudar a energia escura. Crédito: Marilyn Sargent/Berkeley Lab

Após o Big Bang e a rápida expansão do universo há cerca de 13,8 bilhões de anos, a gravidade desacelerou esse processo. Mas, em 1998, descobriu-se que, nove bilhões de anos após o início do universo, sua expansão havia começado a acelerar novamente, impulsionada por uma força misteriosa.

Os astrônomos denominaram isso de energia escura, mas apesar de constituir cerca de 70% do universo, ainda é considerada um dos maiores mistérios da ciência.

Um novo estudo sugere que a expansão do universo pode, na verdade, ter começado a desacelerar em vez de acelerar a uma taxa cada vez maior, como se pensava anteriormente.

Descobertas "notáveis" publicadas hoje no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society lançam dúvidas sobre a antiga teoria de que uma força misteriosa conhecida como "energia escura" está afastando galáxias distantes cada vez mais rapidamente.

Se os resultados forem confirmados, isso poderá abrir um capítulo inteiramente novo na busca dos cientistas para desvendar a verdadeira natureza da energia escura, resolver a "tensão de Hubble" e compreender o passado e o futuro do universo.

O pesquisador principal, Professor Young-Wook Lee, da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, disse: "Nosso estudo mostra que o universo já entrou em uma fase de expansão desacelerada na época atual e que a energia escura evolui com o tempo muito mais rapidamente do que se pensava anteriormente."

Nas últimas três décadas, os astrônomos têm acreditado amplamente que o universo está se expandindo a uma taxa cada vez maior, impulsionado por um fenômeno invisível chamado energia escura, que age como uma espécie de antigravidade.

Essa conclusão, baseada em medições de distância até galáxias distantes usando supernovas do tipo Ia, rendeu o Prêmio Nobel de Física de 2011.

No entanto, uma equipe de astrônomos da Universidade Yonsei apresentou novas evidências de que as supernovas do tipo Ia, há muito consideradas as "velas padrão" do universo, são, na verdade, fortemente influenciadas pela idade de suas estrelas progenitoras.

Mesmo após a padronização da luminosidade, as supernovas de populações estelares mais jovens parecem sistematicamente mais fracas, enquanto as de populações mais antigas parecem mais brilhantes.

Com base em uma amostra muito maior de 300 galáxias hospedeiras, o novo estudo confirmou esse efeito com um nível de significância extremamente alto (99,999% de confiança), sugerindo que o escurecimento de supernovas distantes surge não apenas de efeitos cosmológicos, mas também de efeitos da astrofísica estelar.

Quando esse viés sistemático foi corrigido, os dados de supernovas deixaram de corresponder ao modelo cosmológico ΛCDM padrão com uma constante cosmológica, disseram os pesquisadores.

Diagrama de resíduos de Hubble antes (acima) e depois (abaixo) da correção do viés de idade das supernovas. As correções são aplicadas aos dados de supernovas do projeto Dark Energy Survey. Após a correção, o conjunto de dados não mais corrobora o modelo ΛCDM (linha vermelha) com uma constante cosmológica, mas se ajusta melhor a um modelo de energia escura variável no tempo, favorecido por uma análise combinada usando apenas oscilações acústicas bariônicas e dados da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (linha azul). Crédito: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025). DOI:10.1093/mnras/staf1685

Em vez disso, alinhou-se muito melhor com um novo modelo fornecido pelo projeto Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), derivado de oscilações acústicas bariônicas (BAO) — efetivamente o som do Big Bang — e dados da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB).

Os dados corrigidos de supernovas e os resultados que consideram apenas a oscilação acústica de bárions (BAO) e a radiação cósmica de fundo (CMB) indicam que a energia escura enfraquece significativamente com o tempo.

Mais importante ainda, quando os dados corrigidos de supernovas foram combinados com os resultados de BAO e CMB, o modelo ΛCDM padrão foi descartado com uma significância esmagadora, disseram os pesquisadores.

O mais surpreendente de tudo é que essa análise combinada indica que o universo não está acelerando hoje como se pensava anteriormente, mas já passou para um estado de expansão desacelerada.

O professor Lee acrescentou: "No projeto DESI, os principais resultados foram obtidos combinando dados de supernovas não corrigidos com medições de oscilações acústicas bariônicas, o que levou à conclusão de que, embora o universo vá desacelerar no futuro, ele ainda está acelerando no presente."

"Em contraste, nossa análise — que aplica a correção do viés de idade das supernovas — mostra que o universo já entrou em uma fase de desaceleração hoje"

A expectativa é que, com essas novas ferramentas em seu arsenal, como o Observatório Vera C. Rubin - situado em uma montanha nos Andes chilenos, os astrônomos estejam agora mais bem equipados para encontrar pistas sobre o que exatamente é a energia escura e como ela influencia o universo.