Astrônomos encontraram evidências de que a energia escura pode estar evoluindo em vez de ser constante, desafiando o modelo cosmológico de longa data de Einstein. Um novo estudo indica que modelos de energia escura variáveis no tempo se ajustam melhor aos dados observacionais, podendo alterar nossa compreensão do destino do universo. Pesquisadores da Universidade de Chicago analisaram dados de grandes levantamentos para apoiar essa ideia.
A energia escura, que impulsiona a expansão acelerada do universo e constitui cerca de 70 por cento do cosmos, tem sido explicada há muito tempo como uma propriedade constante do espaço vazio, semelhante à constante cosmológica de Einstein proposta há mais de um século. No entanto, observações recentes estão levando a uma reavaliação.
No ano passado, dados do Dark Energy Survey (DES) e do Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) sugeriram que a energia escura pode ser dinâmica. Isso se baseou no interesse anterior da década de 1990, mas conjuntos de dados robustos, como os de supernovas, oscilações acústicas de bárions e o fundo cósmico de micro-ondas — coletados pelo DES, DESI e Planck — mostraram discrepâncias com o modelo constante. "Isso seria nossa primeira indicação de que a energia escura não é a constante cosmológica introduzida por Einstein há mais de 100 anos, mas um novo fenômeno dinâmico", disse Josh Frieman, Professor Emérito de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Chicago.
Em um estudo publicado em setembro na Physical Review D, Frieman e o Fellow da NASA Hubble Anowar Shajib combinaram dados do DES, DESI, Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Time-Delay COSMOgraphy, Planck e o Atacama Cosmology Telescope. Sua análise descobriu que modelos de energia escura em evolução, baseados em partículas de axiões ultra-leves, se ajustam melhor às observações. Esses axiões, previstos na década de 1970 para interações fortes e agora candidatos à matéria escura, se comportariam como energia escura em uma forma ultra-leve. Os dados indicam que a densidade da energia escura diminuiu cerca de 10 por cento nos últimos vários bilhões de anos, permanecendo constante em épocas anteriores da história cósmica antes de declinar lentamente.
As implicações são profundas. Como explicou Shajib, a energia escura em evolução significa que sua densidade muda com o tempo, podendo desacelerar a aceleração do universo. Seus modelos preveem um "Big Freeze", onde a expansão continua, mas leva a um universo frio e escuro, evitando extremos como um Big Rip ou Big Crunch.
Levantamentos futuros, incluindo o DESI e o Legacy Survey of Space and Time (LSST) do Observatório Vera Rubin, podem confirmar se a energia escura evolui. Frieman observou a empolgação: após duas décadas de dados apoiando a constância, essas sugestões de mudança podem remodelar a física fundamental.