Celebrando a energia escura
MARCELO GLEISER
FOLHA DE SP - 09/10/11
Astrônomos vencedores do Prêmio Nobel em Física nos fazem repensar a relação espaço, tempo e matéria
A energia escura está aqui para ficar. Essa semana foi anunciado o Prêmio Nobel em Física. Venceram três astrônomos que em 1998 descobriram algo surpreendente o Universo não só está em expansão, mas essa expansão é acelerada.
Conforme comentou outro vencedor do Nobel, Frank Wilczek: "esse é o maior mistério da física básica atual". E é mesmo. Quando a descoberta foi anunciada, pouca gente achou que estava correta. Mas, passados 13 anos, os efeitos da expansão acelerada foram comprovados por métodos diferentes.
Quando físicos afirmam que o Universo está em expansão, é comum imaginar que houve uma espécie de explosão, como a de uma bomba, que lança seus detritos em todas as direções. Se fosse assim, o Universo teria um ponto central, de onde tudo surgiu. E a verdade é que nenhum ponto no espaço é mais especial do que outro.
Para visualizar a expansão cósmica, convém imaginar uma tira de borracha em duas dimensões, como um quadrado. Imagine, também, que as galáxias são moedas grudadas à tira.
Conforme a tira cresce nas suas duas direções, as moedas afastam-se umas das outras. Um observador numa moeda vê as outras se afastando dele. Portanto, a expansão do Universo é uma expansão da geometria do espaço: as distâncias entre dois pontos crescem. Esse efeito só é observável a distâncias de milhões de anos-luz.
Para determinar que as galáxias estão se afastando umas das outras, astrônomos precisam medir sua distância e velocidade.
Para a distância, utilizam fontes de luz padrão. Por exemplo, usando lanternas idênticas, e sabendo que a intensidade da luz cai com o quadrado da distância, é possível, num descampado à noite, medir a distância das lanternas até um certo ponto a partir da intensidade da luz que chega a este ponto.
O feito dos três astrônomos foi ter achado uma fonte padrão tão poderosa que sua luz pode ser detectada a bilhões de anos-luz de distância. São as chamadas explosões de supernova do tipo Ia, que ocorrem quando uma estrela suga a matéria da sua vizinha até não poder suportar mais seu próprio peso.
As velocidades são determinadas usando o efeito Doppler, que nos é familiar ao ouvirmos uma ambulância. A distorção do som ocorre devido ao alongamento (quando ela se afasta) ou encolhimento (quando se aproxima) das ondas de som.
O mesmo ocorre com a luz. As galáxias que se afastam têm sua luz deslocada para maiores comprimentos de onda, em direção ao vermelho. Daí o nome "desvio para o vermelho das galáxias", a prova de que o Universo está em expansão.
Os astrônomos mostraram que a partir de 5 bilhões de anos atrás, o cosmo começou a expandir mais rapidamente, como se um tipo novo de matéria (ou energia) dominasse seu crescimento. Essa fonte de energia foi chamada de "energia escura". Não sabemos qual a sua natureza. Talvez esteja relacionada a minúsculas flutuações de energia ou a uma nova força da natureza ligada a um campo desconhecido. Ou, talvez, mostre a necessidade de se modificar a teoria da relatividade geral, de Albert Einstein.
Qualquer que seja a resposta, é certo que nos forçará a repensar a relação espaço, tempo e matéria.
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