Um novo censo estelar reforça a hipótese de um universo com 13,8 bilhões de anos

Este gráfico representa a tensão existente entre as medições da taxa de expansão do Universo tardio e próximo e o que seria esperado com base nas medições do Universo primordial, especificamente a radiação cósmica de fundo (CMB). Crédito: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/J. Pollard

Astrônomos utilizaram as idades de mais de 155.000 estrelas na Via Láctea para estimar, de forma independente, a idade do universo, e suas descobertas podem ser uma boa notícia para o modelo cosmológico padrão.


Rastreadores de idade

A idade do universo está ligada a uma discrepância conhecida como tensão de Hubble . Existem duas maneiras principais de medir a velocidade de expansão do universo, conhecida como constante de Hubble. A primeira utiliza a radiação cósmica de fundo (CMB), o "brilho residual" do Big Bang, e fornece um determinado valor. A outra utiliza medições locais em nossa vizinhança cósmica, incluindo estrelas Cefeidas e supernovas tipo 1a, e fornece um valor consideravelmente maior.

Os dois valores divergem em cerca de 9% — uma discrepância conhecida como tensão de Hubble.

A idade real do universo depende destes valores: se a cosmologia padrão (ΛCDM) com o valor baseado na radiação cósmica de fundo estiver correta, o universo tem cerca de 13,8 bilhões de anos. Se a taxa de expansão medida localmente se aplicar a quase toda a história cósmica, os cálculos sugerem que o universo teria apenas entre 12,5 e 12,9 bilhões de anos. Os astrônomos propuseram uma série de explicações para a discrepância de Hubble. Algumas apontam para uma nova física que moldou a expansão do universo desde seus primórdios para explicar como o universo acelera mais rápido no presente; outras sugerem que a discrepância é um efeito mais recente ou local.


Fósseis cósmicos

Neste novo estudo, uma equipe liderada por Indranil Banik, da Universidade de Portsmouth, calculou de forma independente a idade mínima do universo usando as estrelas mais antigas da Via Láctea. Assim como os anéis das árvores ou os fósseis informam aos geólogos sobre o passado da Terra, as estrelas antigas atuam como "fósseis" do universo.

"Também podemos alcançar isso estudando as estrelas galácticas(pertencente a uma galáxia qualquer, diferente das que foram ejetadas)  mais antigas, que servem como 'fósseis' antigos, contando-nos sobre a história do universo", escreve a equipe no artigo. Se os astrônomos encontrarem uma estrela com 13 bilhões de anos, então o universo deve ter pelo menos essa idade, mais um pouco, já que as estrelas levaram algum tempo para se formar após o Big Bang.

Ao analisar essas estrelas mais antigas e longevas da Via Láctea, a equipe descobriu que a estrela mais antiga tem cerca de 13,73 bilhões de anos (com uma pequena incerteza de aproximadamente +0,18/-0,15 bilhões de anos). Esse valor é mais consistente com estudos anteriores que utilizaram outras estrelas antigas e aglomerados globulares, e com a previsão cosmológica padrão da radiação cósmica de fundo, que assume que essa estrela teria levado cerca de 200 milhões de anos (0,2 bilhões de anos) para se formar após o Big Bang.


Um efeito recente

A equipe alerta que  fontes de incerteza ainda podem introduzir erros nos resultados, limitando a precisão em cerca de 0,15 a 0,2 bilhões de anos.

No entanto, a idade estimada é notavelmente maior do que o valor esperado se a tensão de Hubble tivesse surgido de uma nova física que afetasse quase toda a história cósmica. Em vez disso, favorece soluções em que a causa da tensão de Hubble seja um fenômeno mais recente, de "tempo tardio".

Os pesquisadores afirmam que isso pode indicar uma mudança na forma como o universo se expandiu apenas nos últimos bilhões de anos, ou outros efeitos locais, como a presença de um vazio que faz com que a expansão local pareça artificialmente rápida. "Em conjunto, esses resultados sugerem uma solução para a tensão de Hubble que se baseia em um universo tardio", explicam. "Outra possibilidade é que a tensão de Hubble seja devida a uma grande subdensidade local ou a um vazio."


Fonte:PHYS.ORG

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