{"id":25357,"date":"2025-01-30T15:38:24","date_gmt":"2025-01-30T18:38:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/?p=25357"},"modified":"2025-01-30T15:38:25","modified_gmt":"2025-01-30T18:38:25","slug":"interacao-no-setor-escuro-pode-resolver-enigma-na-taxa-de-expansao-do-universo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/interacao-no-setor-escuro-pode-resolver-enigma-na-taxa-de-expansao-do-universo\/","title":{"rendered":"Intera\u00e7\u00e3o no setor escuro pode resolver enigma na taxa de expans\u00e3o do universo"},"content":{"rendered":"\n

Um estudo recente investiga como a intera\u00e7\u00e3o entre mat\u00e9ria escura e energia escura, dois dos componentes mais misteriosos do Universo, pode oferecer uma explica\u00e7\u00e3o para um dos maiores problemas em aberto na cosmologia moderna: a discrep\u00e2ncia nos valores observados da taxa de expans\u00e3o do Universo, conhecida como constante de Hubble (\ud835\udc3b\u2080). A pesquisa, conduzida por cientistas que combinaram dados do sat\u00e9lite Planck-2018 e do Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), explorou modelos de energia escura interagente (IDE). Esses modelos prop\u00f5em que a mat\u00e9ria escura transfere energia e momento para a energia escura, o que influenciaria a evolu\u00e7\u00e3o do Universo em larga escala e seus processos f\u00edsicos.<\/p>\n\n\n\n

\u201cUma novidade do nosso trabalho \u00e9 que mostramos uma indica\u00e7\u00e3o estat\u00edstica de que essa intera\u00e7\u00e3o (entre mat\u00e9ria e energia escuras) pode existir com mais de 95% de confiabilidade estat\u00edstica\u201d, explica o cientista Rafael Nunes, professor adjunto do Departamento de Astronomia do Instituto de F\u00edsica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), um dos autores do artigo \u201c<\/em>Interacting Dark Energy after DESI Baryon Acoustic Oscillation Measurements<\/a>\u201d<\/em>, publicado em 18 de dezembro de 2024 na Physical Review Letters (PRL)<\/em>. Entre os coautores do estudo est\u00e1 o colombiano Miguel Sabogal, aluno de mestrado da UFRGS sob a orienta\u00e7\u00e3o do professor Rafael Nunes.<\/p>\n\n\n

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O professor Rafael Nunes defende um novo car\u00e1ter f\u00edsico para explicar a mat\u00e9ria e energia escuras.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

A an\u00e1lise dos autores sugere que essa intera\u00e7\u00e3o entre mat\u00e9ria e energia escuras, que juntas compreendem 94% de todo o Universo (26% de mat\u00e9ria escura e 68% de energia escura), resulta em uma taxa de expans\u00e3o atual de \ud835\udc3b\u2080 = 70,8 km\/s\/Mpc. Esse valor est\u00e1 mais pr\u00f3ximo das medi\u00e7\u00f5es baseadas na \u201cescada de dist\u00e2ncias\u201d locais realizadas pela Colabora\u00e7\u00e3o SH0ES. A Colabora\u00e7\u00e3o SH0ES (Supernovae and H0 for the Equation of State<\/em>, em ingl\u00eas) \u00e9 um grupo de pesquisadores dedicado a medir a constante de Hubble (\ud835\udc3b\u2080), que descreve a taxa de expans\u00e3o do Universo. O principal objetivo da colabora\u00e7\u00e3o \u00e9 calcular esse par\u00e2metro com alta precis\u00e3o, utilizando observa\u00e7\u00f5es de supernovas do Tipo Ia como “velas padr\u00e3o” e dist\u00e2ncias calibradas por estrelas vari\u00e1veis conhecidas como Cefeidas.<\/p>\n\n\n

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\"Miguel
Miguel Sabogal estuda o Universo para entender os seus mist\u00e9rios.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Os resultados da Colabora\u00e7\u00e3o SH0ES t\u00eam gerado um intenso debate na cosmologia porque o valor de \ud835\udc3b\u2080 obtido por eles, cerca de 73-74 km\/s\/Mpc, \u00e9 significativamente mais alto do que o valor derivado de medi\u00e7\u00f5es do fundo c\u00f3smico de micro-ondas (CMB), como as feitas pelo sat\u00e9lite Planck, que apontam para 67-68 km\/s\/Mpc. Essa discrep\u00e2ncia, chamada de tens\u00e3o de Hubble, sugere que pode haver novos fen\u00f4menos f\u00edsicos al\u00e9m do modelo cosmol\u00f3gico padr\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Fun\u00e7\u00e3o do tempo<\/h2>\n\n\n\n

Nunes explica que o modelo padr\u00e3o da cosmologia prev\u00ea uma densidade de energia constante para a energia escura (modelo LambdaCDM), mas esse pressuposto n\u00e3o \u00e9 adequado para explicar algumas observa\u00e7\u00f5es recentes. De acordo com avan\u00e7os recentes na literatura, a energia escura deve apresentar um car\u00e1ter din\u00e2mico. \u201cNo modelo LambdaCDM, a densidade de energia da energia escura \u00e9 sempre constante. Por\u00e9m, nos nossos modelos de intera\u00e7\u00e3o no setor escuro, isso n\u00e3o acontece. A densidade de energia escura \u00e9 uma fun\u00e7\u00e3o do tempo. Isso significa que n\u00e3o podemos mais assumir, digamos, uma constante cosmol\u00f3gica, ou densidade de energia de v\u00e1cuo, para explicar os 68% de energia escura que comp\u00f5em o Universo\u201d, afirma.<\/p>\n\n\n\n

\u201cN\u00f3s vamos precisar de um novo car\u00e1ter f\u00edsico para explicar esses conte\u00fados de mat\u00e9ria e energia escuras. Possivelmente, isso est\u00e1 relacionado ao que chamamos de campo escalar, que consiste em part\u00edculas de spin zero. Ou seja, uma grande consequ\u00eancia desse cen\u00e1rio \u00e9 que, ao abandonar a hip\u00f3tese do Lambda e considerar uma intera\u00e7\u00e3o no setor escuro, a energia escura deve ser din\u00e2mica. Talvez a solu\u00e7\u00e3o mais simples e plaus\u00edvel seja suficiente, embora alternativas mais complexas tamb\u00e9m possam existir. \u00c0s vezes, o mais simples funciona\u201d, afirma o cientista, que nasceu no Rio Grande do Norte e, entre 2018 e 2022, atuou como p\u00f3s-doutorando e docente na Divis\u00e3o de Astrof\u00edsica do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).<\/p>\n\n\n\n

A abordagem da pesquisa da qual Nunes participou reduz a discrep\u00e2ncia entre os valores de \ud835\udc3b\u2080 medidos localmente e aqueles derivados de dados cosmol\u00f3gicos do Planck para cerca de 1,3\ud835\udf0e, representando um avan\u00e7o significativo na busca por um modelo que reconcilie essas diferen\u00e7as. Al\u00e9m disso, a prefer\u00eancia por intera\u00e7\u00f5es escuras manteve-se consistente mesmo ao incorporar outros dados observacionais, como as idades relativas de gal\u00e1xias massivas e os m\u00f3dulos de dist\u00e2ncia de supernovas do Tipo Ia do cat\u00e1logo Pantheon-Plus.<\/p>\n\n\n\n

\u201cOs nossos resultados est\u00e3o baseados em dados do levantamento DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument<\/em>), que est\u00e1 em seu primeiro ano de opera\u00e7\u00e3o, com seis milh\u00f5es de objetos extragal\u00e1cticos catalogados. No entanto, daqui a cinco anos, esse n\u00famero poder\u00e1 chegar a 35 milh\u00f5es. Por isso, esperamos, no futuro, obter resultados ainda mais precisos, que podem confirmar ou descartar o modelo LambdaCDM, caso n\u00e3o sejam detectados erros sistem\u00e1ticos evidentes nos dados\u201d, afirma Sabogal.<\/p>\n\n\n\n

Desafios \u2013 Embora promissor, o modelo IDE apresenta alguns desafios. Ele prev\u00ea valores mais baixos para a densidade de mat\u00e9ria (\u03a9\ud835\udc5a) e mais altos para o par\u00e2metro \ud835\udf0e\u2088, que descreve a amplitude das flutua\u00e7\u00f5es na estrutura do Universo em grande escala. Esses valores podem entrar em conflito com outras medi\u00e7\u00f5es cosmol\u00f3gicas, exigindo estudos adicionais para avaliar sua consist\u00eancia com os dados de forma\u00e7\u00e3o de estruturas em grande escala.<\/p>\n\n\n\n

De acordo com os pesquisadores, o modelo IDE oferece uma alternativa vi\u00e1vel ao modelo padr\u00e3o \u039bCDM (mat\u00e9ria escura fria com constante cosmol\u00f3gica), especialmente no contexto das medi\u00e7\u00f5es de \ud835\udc3b\u2080. No entanto, uma an\u00e1lise mais detalhada das previs\u00f5es do modelo \u00e9 necess\u00e1ria para validar sua adequa\u00e7\u00e3o como uma explica\u00e7\u00e3o geral para o comportamento do Universo.<\/p>\n\n\n\n

A possibilidade de intera\u00e7\u00e3o entre mat\u00e9ria escura e energia escura n\u00e3o apenas adiciona complexidade ao entendimento do Universo, mas tamb\u00e9m abre novas dire\u00e7\u00f5es para explorar as propriedades dessas entidades misteriosas que comp\u00f5em a maior parte do conte\u00fado energ\u00e9tico do cosmos. Apesar dos desafios, poucas coisas s\u00e3o t\u00e3o estimulantes quanto o ato de fazer o que se ama. \u201cEu estudo o Universo por uma necessidade de entender como ele funciona, para responder por que estou aqui. Desde pequeno, essa tem sido minha raz\u00e3o para estudar o Universo\u201d, conclui o aluno de mestrado Miguel Sabogal.<\/p>\n\n\n\n

(Colaborou Roger Marzochi)<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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