Os astrônomos sabem há duas décadas que a expansão do Universo está acelerarando, mas a física desta expansão permanece um mistério. Agora, uma equipe de investigadores da Universidade do Hawaii em Manoa fez uma nova previsão - a energia escura responsável por este crescimento acelerado vem de um vasto mar de objetos compactos espalhados pelos vazios entre as galáxias. Esta conclusão faz parte de um novo estudo publicado na revista The Astrophysical Journal.
Em meados da década de 1960, os físicos sugeriram pela primeira vez que o colapso estelar não deveria formar buracos negros verdadeiros, mas ao invés formar GEODEs (Generic Objects of Dark Energy, em português Objetos Genéricos de Energia Escura). Ao contrário dos buracos negros, os GEODEs não "quebram" as equações de Einstein com singularidades. Em vez disso, uma camada giratória envolve um núcleo de energia escura. Vistos de fora, os GEODEs e os buracos negros parecem os mesmos, mesmo quando os "sons" das suas colisões são medidos por observatórios de ondas gravitacionais.
Dado que os GEODEs imitam buracos negros, supôs-se que se moviam pelo espaço da mesma forma que os buracos negros. "Isto torna-se um problema se quisermos explicar a expansão acelerada do Universo," disse Kevin Croker, do Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Hawaii em Manoa, autor principal do estudo. "Embora tenhamos provado no ano passado que os GEODEs, em princípio, podiam fornecer a energia escura necessária, seriam precisos muitos GEODEs antigos e massivos. Se se movessem como buracos negros, permanecendo perto da matéria visível, galáxias como a nossa Via Láctea teriam sido perturbadas."
Croker colaborou com o estudante Jack Runburg e com Duncan Farrah, professor do Instituto de Astronomia e do departamento de Física e Astronomia da mesma universidade, para investigar como os GEODEs se movem pelo espaço. Os investigadores descobriram que a camada giratória em torno de cada GEODE determina como se movem uns em relação aos outros. Se as suas camadas externas girarem lentamente, os GEODEs aglomeram-se mais depressa do que os buracos negros. Isto ocorre porque os GEODEs ganham massa com o crescimento do próprio Universo. No entanto, para os GEODEs com camadas externas que giram perto da velocidade da luz, o ganho de massa é dominado por um efeito diferente e os GEODEs começam a repelir-se. "A dependência da rotação foi realmente inesperada," disse Farrah. "Se confirmado por observações, seria uma classe inteiramente nova de fenômenos."
A equipe resolveu as equações de Einstein partindo do pressuposto de que muitas das estrelas mais antigas, que nasceram quando o Universo tinha menos de 2% da sua idade atual, formaram GEODEs quando morreram. À medida que estes antigos GEODEs se alimentavam de outras estrelas e de gás interestelar abundante, começaram a girar muito rapidamente. Uma vez atingida uma velocidade de rotação suficientemente alta, a repulsão mútua dos GEODEs fez com que a maioria deles "se distanciassem socialmente" para regiões que eventualmente se tornariam os vazios entre as galáxias atuais.
Este estudo suporta a posição de que os GEODEs podem resolver o problema da energia escura enquanto permanecerem em harmonia com diferentes observações ao longo de grandes distâncias. Os GEODEs ficam longe das galáxias atuais, de modo que não interrompem os delicados pares de estrelas contados na Via Láctea. O número de GEODEs antigos necessários para resolver o problema da energia escura é consistente com o número de estrelas antigas. Os GEODEs não interrompem a distribuição medida das galáxias no espaço porque se separam da matéria luminosa antes que forme as galáxias atuais. Finalmente, os GEODEs não afetam diretamente as ondulações suaves no brilho remanescente do Big Bang, porque nascem de estrelas mortas centenas de milhões de anos após a libertação dessa radiação cósmica de fundo.
Os investigadores estavam cautelosamente otimistas sobre os seus resultados. "Pensava-se que, sem uma detecção direta de algo diferente de uma assinatura Kerr [Buraco Negro] do LIGO-Virgo [observatórios de ondas gravitacionais], nunca seríamos capazes de dizer que os GEODEs existiam," disse Farrah. Croker acrescentou, "mas agora que temos uma compreensão mais clara de como as equações de Einstein ligam o grande e o pequeno, conseguimos fazer contato com dados de muitas comunidades, e está começando a formar-se uma imagem coerente."
De acordo com Runburg, cujo principal interesse de pesquisa não está relacionado com os GEODEs, "a consequência mais emocionante, para mim, é que as comunidades de investigadores, antes separadas, têm agora algo em comum. Quando diferentes comunidades trabalham juntas, o todo torna-se sempre maior do que a soma das partes."
Créditos: Astronomia On-line
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