Em 2021, a estudante de doutorado britânica Alexia Lopez estava analisando a luz vinda de quasares distantes quando fez uma descoberta surpreendente.
Ela detectou um arco gigante e quase simétrico de galáxias a 9,3 bilhões de anos-luz de distância na constelação de Boötes. o Pastor. Abrangendo um maciço de 3,3 bilhões de anos-luz de diâmetro, a estrutura é um colossal 1/15 do raio do Universo observável. Se pudéssemos vê-lo da Terra, teria o tamanho de 35 luas cheias exibidas no céu.
Conhecido como Arco Gigante, a estrutura questiona algumas das suposições básicas sobre o Universo. De acordo com o modelo padrão da cosmologia – a teoria na qual se baseia nossa compreensão do Universo – a matéria deve ser distribuída mais ou menos uniformemente pelo espaço.
Quando os cientistas veem o Universo em escalas muito grandes, não deve haver irregularidades perceptíveis; tudo deve parecer o mesmo em todas as direções. No entanto, o Arco Gigante não é o único exemplo desse tipo. Essas estruturas gigantescas agora estão forçando os cientistas a reavaliar sua teoria de como o Universo evoluiu.
Assinatura de luz
Lopez estava estudando para seu mestrado na University of Central Lancashire, no Reino Unido, quando seu supervisor sugeriu o uso de um novo método para analisar estruturas de grande escala no Universo. Ela usou quasares – galáxias distantes que emitem uma quantidade extraordinária de luz – para procurar sinais de magnésio ionizado, um sinal claro de nuvens de gás ao redor de uma galáxia. Quando a luz passa por esse magnésio ionizado, certas frequências são absorvidas, deixando “assinaturas” de luz únicas que os astrônomos podem detectar.
“Pesquisei aglomerados de galáxias conhecidos e documentados e comecei a traçar como essas áreas se pareciam no método Magnesium II”, diz Lopez. “Um aglomerado que observei era muito pequeno, mas quando o tracei em magnésio II, havia uma interessante faixa densa de absorção de magnésio em todo o campo de visão. Foi assim que acabei descobrindo. Foi um feliz acidente e eu estava apenas sorte que fui eu que o encontrei.”
O que o “feliz acidente” de Lopez descobriu foi surpreendente. Ao olhar para a constelação de Boötes, um aglomerado de 45 a 50 nuvens de gás, cada uma associada a pelo menos uma galáxia, parecia se organizar em um arco de 3,3 bilhões de anos-luz de diâmetro. Esse é um tamanho considerável, dado que o Universo observável tem 94 bilhões de anos-luz de largura.
Essas estruturas gigantescas agora estão forçando os cientistas a reavaliar sua teoria de como o universo evoluiu. (Foto: Standret/Getty Images)
Grande Muralha
O Arco Gigante descoberto por Lopez não é a única estrutura em grande escala descoberta por astrônomos.
Há a “Grande Muralha” (também chamada de Grande Muralha CfA2) de galáxias descobertas em 1989 por Margaret Geller e John Huchra. A parede tem aproximadamente 500 milhões de anos-luz de comprimento, 300 milhões de anos-luz de largura e 15 milhões de anos-luz de espessura.
Ainda maior é a Grande Muralha de – uma estrutura cósmica formada por uma parede gigante de galáxias, descoberta em 2003 por J Richard Gott III, Mario Juric e seus colegas da Universidade de Princeton. Essa parede tem quase 1,5 bilhão de anos-luz de comprimento.
Energia Escura
Não é a primeira vez que o modelo terá que ser adaptado. Em 1933, o cientista da Caltech Fritz Zwicky mediu a massa de um aglomerado de galáxias e descobriu que o número era menor do que ele esperava. A massa era tão pequena, de fato, que as galáxias deveriam ter se separado e escapado da atração gravitacional do aglomerado. Algo mais, portanto, deve manter os aglomerados de galáxias juntos.
Esse “algo” é a matéria escura, uma substância misteriosa que se acredita constituir 27% do Universo. Então, em 1998, o modelo foi adaptado para incluir a energia escura, depois que duas equipes independentes de astrônomos mediram a expansão do Universo e descobriram que ele estava acelerando.
De qualquer forma, devemos saber com certeza nos próximos anos. O Legacy Survey of Space and Time (Levantamento do legado do espaço e do tempo), um levantamento planejado de 10 anos do céu do sul, pode fornecer aos astrônomos uma visão sem precedentes do Universo.
Essas estruturas gigantescas agora estão forçando os cientistas a reavaliar sua teoria de como o universo evoluiu (Foto: Standret/Getty Images)
Big Bang
De acordo com o artigo de Lopez, é extremamente improvável (uma probabilidade de apenas 0,0003%) que uma estrutura tão grande possa ter surgido por acaso. Isso sugere que pode ter se formado devido a algo na física natural do Universo que atualmente não consideramos. Suas descobertas desafiam diretamente uma faceta central do modelo cosmológico padrão – a melhor explicação que temos de como o Universo começou e evoluiu.
Essa faceta, conhecida como princípio cosmológico, afirma que, em grande escala, o Universo deve parecer aproximadamente o mesmo em todos os lugares, não importa sua posição ou a direção em que você está olhando. Não deve haver estruturas gigantes, mas o espaço deve ser suave e uniforme. Isso é conveniente, pois permite que os pesquisadores tirem conclusões sobre todo o Universo com base apenas no que vemos de nosso canto. No entanto, também faz sentido, pois após o Big Bang o Universo se expandiu para fora, arremessando matéria em todas as direções simultaneamente.
De qualquer forma, devemos saber com certeza nos próximos anos. Legacy Survey of Space and Time, um levantamento planejado de dez anos do céu do sul, pode fornecer aos astrônomos uma visão sem precedentes do Universo.
“É preciso muito para fazer uma mudança de paradigma, especialmente quando as pessoas têm suas vidas e carreiras investidas nisso, mas em última análise, com a ciência, temos que ver quem está certo”, diz Lopez.
As galáxias começaram a se formar cerca de um milhão de anos após o Big Bang, quando a matéria começou a se aglomerar (Foto: Pixelparticle/Getty Images)
Fonte: BBC
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