Uma equipa internacional de astrónomos fez uma das medições mais precisas da rapidez com que o Universo próximo se está a expandir. Em vez de resolver um problema antigo, o novo resultado torna o problema ainda mais difícil de ignorar. A colaboração apresenta John Blakeslee, do NSF NOIRLab, financiado pela National Science Foundation dos EUA, e inclui dados de vários telescópios NOIRLab.
Os cientistas há muito confiam em duas estratégias principais para determinar a taxa de expansão do universo. Uma abordagem concentra-se no cosmos mais próximo, medindo as distâncias até estrelas e galáxias para calcular a rapidez com que as coisas estão divergindo. A segunda olha muito mais para o passado, usando a radiação cósmica de fundo para estimar qual deveria ser a taxa de expansão hoje, com base no Modelo Padrão da cosmologia.
Em teoria, ambos os métodos deveriam dar a mesma resposta. Na realidade, eles não o fazem. As observações do universo local indicam consistentemente uma taxa de expansão mais elevada, de cerca de 73 quilómetros por segundo por megaparsec. Enquanto isso, cálculos baseados no universo primitivo sugerem uma taxa mais lenta, em torno de 67 ou 68. A diferença entre esses valores é pequena em termos absolutos, mas grande demais para ser descartada como um acaso estatístico. Esta discrepância é conhecida como stress de Hubble e tem sido repetidamente identificada em estudos independentes.
Uma abordagem única fornece nova precisão
Para melhorar a precisão, os pesquisadores combinaram décadas de observações em um sistema único e coordenado. Este esforço, liderado pela Colaboração H0 Distance Network (H0DN), forneceu a medição direta mais precisa das taxas de expansão local. Seus resultados, publicados em 10 de abril em Astronomia e astrofísicacoloque a constante de Hubble em 73,50 ± 0,81 quilômetros por segundo por megaparsec, alcançando uma precisão pouco acima de 1%.
O estudo, intitulado “Rede de Distância Local: Um Relatório de Consenso Comunitário sobre Medição da Constante de Hubble com Precisão de ~1%”, é o resultado de uma ampla colaboração iniciada durante o workshop inovador do Instituto Internacional de Ciências Espaciais (ISSI). realizado no ISSI em Berna, Suíça, em março de 2025.
“Este não é apenas um novo valor para a constante de Hubble”, observa a colaboração, “é uma estrutura criada pela comunidade que reúne décadas de medições de distância independentes de uma forma transparente e acessível”.
Dados de observatórios terrestres e espaciais
O NSF NOIRLab contribuiu com conhecimentos científicos e observações básicas. John Blakeslee, que atua como diretor de pesquisa e ciência do NSF NOIRLab, faz parte da colaboração. A análise inclui dados do Observatório Interamericano NSF Cerro Tololo (CTIO) no Chile e do Observatório Nacional NSF Kitt Peak (KPNO) no Arizona, ambos programas NSF NOIRLab. Estas observações foram combinadas com dados de outros objetos, tanto no terreno como no espaço, fortalecendo as conclusões gerais.
Em vez de depender de uma única técnica, a equipe construiu o que chama de “rede remota”. Este sistema conecta vários métodos sobrepostos usados para medir distâncias espaciais. Estas incluem variáveis Cefeidas, que aumentam e diminuem de brilho de maneiras previsíveis, estrelas gigantes vermelhas de luminosidade conhecida, supernovas do Tipo Ia e certos tipos de galáxias.
Essa abordagem multicamadas permite que os pesquisadores verifiquem os resultados de várias maneiras. Se um método estivesse errado, removê-lo da análise alteraria a resposta final. Isso não aconteceu. Mesmo que as técnicas individuais fossem excluídas, o resultado geral permaneceu praticamente inalterado. A consistência dos métodos reforça a confiança na taxa de expansão medida.
“Este trabalho exclui efetivamente explicações sobre a tensão de Hubble que se baseiam num único erro perdido nas medições de distâncias locais”, concluem os autores. “Se a tensão for real, como sugere um conjunto crescente de evidências, poderá apontar para uma nova física além do modelo cosmológico padrão.”
O que a tensão do Hubble pode significar
As implicações vão além dos métodos de medição. A taxa de expansão mais lenta inferida do universo primitivo depende do Modelo Padrão da cosmologia, que descreve como o universo evoluiu após o Big Bang. Se faltar alguma coisa a este modelo, como detalhes sobre a energia escura, partículas desconhecidas ou mudanças na gravidade, as suas previsões para a expansão de hoje podem estar erradas.
Nesse caso, a tensão de Hubble pode indicar um problema mais profundo, em vez de um simples problema de medição. Isto pode significar que os cientistas precisam de repensar a sua compreensão de como o universo funciona.
Olhando para o futuro com observações futuras
A rede remota recentemente desenvolvida também fornece uma estrutura para pesquisas futuras. Ao disponibilizar publicamente os seus métodos e dados, a equipa criou um sistema que pode ser refinado à medida que surgem novas observações. Espera-se que futuros observatórios forneçam medições ainda mais precisas que possam ajudar a determinar se a discrepância será eventualmente resolvida ou continuará a apontar para uma nova física.
Informações adicionais
Esta pesquisa é apresentada em um artigo intitulado “Local Distance Network: A Community Consensus Report on Measurement of the Hubble Constant with ~1% Accuracy” publicado em Astronomia e astrofísica.
Resultados apresentados pela Colaboração H0DN.
NSF NOIRLab, o Centro Nacional da Fundação Científica dos EUA para Astronomia Óptica Infravermelha Baseada em Terra, opera o Observatório Internacional Gemini (uma instalação da NSF, NRC-Canadá, ANID-Chile, MCTIC-Brasil, MINCyT-Argentina e KASI-República da Coreia), NSF Kite Peak National Observatory (KPNO), NSF Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO), Community Center for Science and Data Center (CSDC) e Observatório Vera C. Rubin da NSF-DOE (em colaboração com o Laboratório Nacional de Aceleração SLAC do DOE). É administrado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia (AURA) sob um acordo de cooperação com a NSF e está sediado em Tucson, Arizona.
A comunidade científica tem o privilégio de poder realizar pesquisas astronômicas em I’oligam Du’ag (Kit Peak) no Arizona, Maunakea no Havaí e Cerro Talolo e Cerro Pachon no Chile. Reconhecemos e reconhecemos o papel cultural muito significativo e o respeito de I’oligam Du’aga para com a nação Tohana O’odham e de Maunakea para com a comunidade Kanaka Maoli (nativo havaiano).
