Cientistas de todo o mundo reconstruíram as leis da gravidade, para ajudar a obter uma imagem mais precisa do universo e da sua constituição. O modelo padrão da cosmologia é baseado na Relatividade Geral, que descreve a gravidade como a curvatura ou deformação do espaço e do tempo. Embora as equações de Einstein tenham provado funcionar muito bem no nosso sistema solar, elas não foram confirmadas pela observação em todo o universo.
Uma equipa internacional de cosmólogos, incluindo cientistas da Universidade de Portsmouth, na Inglaterra, conseguiu testar a teoria da gravidade de Einstein nos confins do espaço. Fizeram-no examinando novos dados observacionais de telescópios espaciais e terrestres que medem a expansão do universo, bem como as formas e a distribuição de galáxias distantes.
O estudo, publicado na Nature Astronomy, explorou a ideia da a modificação da Relatividade Geral que poderia ajudar a resolver alguns dos problemas em aberto enfrentados pelo modelo padrão de cosmologia. O professor Kazuya Koyama, do Instituto de Cosmologia e Gravitação da Universidade de Portsmouth, diz: “Sabemos que a expansão do universo está a acelerar, mas para que a teoria de Einstein funcione, precisamos da misteriosa constante cosmológica. Diferentes medições da taxa de expansão cósmica dão-nos respostas diferentes, também conhecidas como tensão de Hubble. Os resultados foram promissores, mas ainda estamos muito longe de uma solução.”
Possíveis modificações na equação da Relatividade Geral estão encerradas em três equações fenomenológicas que descrevem a expansão do universo, os efeitos da gravidade sobre a luz e os efeitos sobre a matéria. Usando um método estatístico conhecido como inferência bayesiana, a equipa reconstruiu as três equações simultaneamente pela primeira vez.
“Reconstruções parciais dessas equações foram feitas nos últimos 5 a 10 anos, mas não tínhamos dados suficientes para reconstruir com precisão as três ao mesmo tempo”, acrescenta o professor Koyama. “O que descobrimos foi que as observações atuais estão a ficar suficientemente boas para obtermos um limite nos desvios da Relatividade Geral. Mas, ao mesmo tempo, achamos muito difícil resolver esse problema que temos no modelo padrão, mesmo estendendo nossa teoria da gravidade .
“Uma perspectiva empolgante é que em alguns anos teremos muito mais dados de novas sondas. Isso significa que poderemos continuar a melhorar os limites das modificações da Relatividade Geral usando esses métodos estatísticos.”
As próximas missões espaciais fornecerão um mapa 3D altamente preciso da matéria agrupada no universo, que os cosmólogos chamam de estrutura de grande escala. Isso oferecerá uma visão sem precedentes da gravidade em grandes distâncias.
Legenda da foto: O impacto nas tensões cosmológicas.
Crédito da foto: Nature Astronomy (2022)
