O que Energia Escura?

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Espao

Com informações da NASA – 08/03/2024

Esta a histria do Universo, de acordo com nossa compreenso atual.
(Imagem: NASA)

Conceito hipottico

A energia escura tem sido descrita pelos cientistas como um “algo”, que no sabemos o que , que tem o efeito de uma presso negativa, que empurra o espao para fora, fazendo-o expandir-se.

um conceito puramente hipottico – ou especulativo, como dizem seus crticos – que foi idealizado depois que se descobriu que o Universo tem-se expandido desde o seu nascimento, o que foi constatado pelo astrnomo belga Georges Lemaitre em 1927, e confirmado por Edwin Hubble em 1929.

Apesar dos inmeros esforos, no sabemos sequer se a energia escura tem o efeito de algum tipo de fora. Existem muitas ideias circulando sobre o que poderia ser a energia escura. Aqui esto quatro explicaes com maior popularidade entre os cientistas.

Mas tenha em mente que possvel que a energia escura seja algo totalmente diferente – na verdade, existem vrias propostas para que a hiptese da energia escura seja simplesmente descartada.

O que

H uma conexo entre o conceito de energia negativa e a possibilidade de extrair energia do vcuo quntico -, mas voc ter que “pag-la” de volta.
(Imagem: TU Wien)

Energia do Vcuo

Alguns cientistas pensam que a energia escura uma energia de fundo fundamental e sempre presente no espao, conhecida como energia do vcuo, que poderia ser igual constante cosmolgica, um termo matemtico nas equaes da Teoria da Relatividade Geral de Einstein. Originalmente, a constante existia para contrabalanar a gravidade, resultando em um universo esttico. Mas, quando Lemaitre e Hubble descobriram que o Universo estava em expanso, Einstein removeu a constante, chamando-a de “minha maior mancada”, segundo o fsico George Gamow.

Mas, quando muito mais tarde se descobriu que a expanso do Universo estava na verdade se acelerando, alguns cientistas sugeriram que poderia na verdade haver um valor diferente de zero para a constante cosmolgica anteriormente desacreditada. Eles sugeriram que essa fora adicional seria necessria para acelerar a expanso do Universo. Isto levou teoria de que este componente misterioso poderia ser atribudo a algo chamado “energia do vcuo”, que uma energia de base terica que permeia todo o espao.

O espao nunca est exatamente vazio. De acordo com a teoria quntica de campos, existem partculas virtuais, ou pares de partculas e antipartculas. Acredita-se que essas partculas virtuais se cancelam quase to logo vm existncia, e que este ato de aparecer e desaparecer da existncia poderia ser possvel graas energia do vcuo, que preencheria o cosmos e empurraria o espao para fora.

Embora esta teoria tenha sido um tpico popular de discusso, os cientistas que investigam esta opo calcularam quanta energia do vcuo deveria teoricamente haver no espao: Eles mostraram que deveria haver tanta energia de vcuo que, logo no incio, o Universo teria se expandido to rapidamente e com tanta fora que nenhuma estrela ou galxia poderia ter se formado, ou seja, no deveria existir absolutamente nada. Isto significa que a quantidade de energia do vcuo no cosmos deve ser muito menor do que nestas previses. No entanto, esta discrepncia ainda no foi resolvida e at ganhou o apelido de “o problema da constante cosmolgica”.

O que

Quintessncia

Alguns cientistas acreditam que a energia escura pode ser um tipo de fluido ou campo de energia que preenche o espao, comporta-se de forma oposta matria normal e pode variar na sua quantidade e distribuio ao longo do tempo e do espao. Esta verso hipottica da energia escura foi apelidada de quintessncia, em homenagem ao quinto elemento terico discutido pelos antigos filsofos gregos.

Alguns cientistas at sugeriram que a quintessncia poderia ser alguma combinao de energia escura e matria escura, embora as duas sejam atualmente consideradas completamente separadas uma da outra.

Rugas espaciais

Alguns cientistas pensam que a energia escura pode ser uma espcie de defeito na estrutura do prprio Universo.

Esses defeitos seriam como cordas csmicas, que so hipotticas “rugas” unidimensionais que se acredita terem-se formado no universo primitivo.

O que

Uma falha na Relatividade Geral

Alguns cientistas pensam que a energia escura no algo fsico que possamos descobrir. Em vez disso, eles acham que poderia haver um problema com a Relatividade Geral e a teoria da gravidade de Einstein e como ela funciona na escala do Universo observvel.

Dentro desta explicao, os cientistas pensam que possvel modificar a nossa compreenso da gravidade de uma forma que explique as observaes do Universo sem a necessidade de energia escura. Na verdade, Einstein props tal ideia em 1919, chamada gravidade unimodular, uma verso modificada da Relatividade Geral que os cientistas hoje pensam que no exigiria energia escura para dar sentido ao Universo.

O que

O futuro

A energia escura um dos grandes mistrios da cincia. Durante dcadas, os cientistas teorizaram sobre o nosso Universo em expanso. Mas, aos poucos, estamos construindo ferramentas poderosas para testar estas teorias e realmente investigar a grande questo: “O que a energia escura?”

A misso Euclides da Agncia Espacial Europeia (ESA), lanada em 2023, far um mapa 3D do Universo para ver como a matria foi separada pela energia escura ao longo do tempo. Esse mapa incluir observaes de bilhes de galxias a at 10 bilhes de anos-luz da Terra.

O telescpio espacial Nancy Grace Roman, com lanamento previsto para maio de 2027, foi projetado para investigar a energia escura, entre muitos outros tpicos cientficos, e tambm criar um mapa 3D da matria escura. A resoluo do Roman ser to ntida quanto a do telescpio espacial Hubble, mas com um campo de viso 100 vezes maior, permitindo capturar imagens mais expansivas do Universo. Isto permitir aos cientistas mapear como a matria est estruturada e espalhada pelo Universo e explorar como a energia escura se comporta e como mudou ao longo do tempo. O telescpio Roman tambm conduzir uma pesquisa adicional para detectar supernovas do Tipo Ia.

Alm disso, o observatrio Vera Rubin, resultado de uma grande colaborao internacional e atualmente em construo no Chile, tambm vai dar suporte nossa busca por alguma luz na compreenso da energia escura. O observatrio terrestre dever estar operacional em 2025.

Os esforos combinados de Euclides, Roman e Rubin daro incio a uma nova era de ouro da cosmologia, na qual os cientistas iro recolher informaes mais detalhadas do que nunca sobre os grandes mistrios, se no do Universo, ao menos das nossas teorias sobre ele.


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