Já podemos medir o hidrogênio cósmico sem mapas de galáxias — um passo essencial para compreender a energia escura

O universo está em constante expansão, e esse processo vem se acelerando ao longo do tempo. A principal hipótese para essa aceleração é a ação da energia escura, uma força invisível cuja evolução futura ainda é desconhecida pela cosmologia.

Para investigar como essa energia atua, uma equipe internacional de astrônomos desenvolveu uma nova abordagem para medir a emissão de hidrogênio neutro pelo cosmos, aperfeiçoando métodos existentes para torná-los mais diretos e acessíveis.

O papel do radiotelescópio CHIME

O experimento canadense CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) tem como foco mapear o hidrogênio, o elemento mais abundante e formador das primeiras estrelas.

Até recentemente, o uso do instrumento enfrentava dois grandes obstáculos técnicos:

1. Ruído e interferência: O equipamento capta fortes sinais terrestres e ruídos emitidos pela própria Via Láctea.
2. Dependência de mapas prévios: Para confirmar se o sinal indicava aglomerados galácticos reais, era obrigatório cruzar os dados com catálogos ópticos obtidos por telescópios convencionais — um processo lento e com alto custo operacional.

Atualizações recentes no software do CHIME conseguiram filtrar o ruído e extrair os dados de hidrogênio de forma autônoma, dispensando a comparação com catálogos externos.

A marca cósmica do hidrogênio

Cerca de 380 mil anos após o Big Bang, o Universo resfriou o suficiente para interromper a propagação de ondas acústicas que viajavam pelo plasma primordial. Essas ondas ficaram "congeladas" na estrutura do cosmos, gerando um padrão de distribuição de matéria com escala aproximada de 500 milhões de anos-luz.

Como a matéria concentrada nessas regiões é composta majoritariamente por hidrogênio, medir diretamente a distância e o tamanho aparente dessa estrutura fóssil serve como régua cósmica para mensurar o ritmo da expansão ao longo das eras.

Primeiros resultados e os destinos do Universo

A validação do método utilizou dados de 94 noites de observação realizadas em 2019. Os números obtidos alinharam-se com as previsões do modelo cosmológico padrão, comprovando a eficácia do algoritmo.

A equipe agora planeja aplicar o sistema a sete anos de dados já acumulados pelo CHIME. A análise desse volume deve ajudar a esclarecer qual dos três cenários teóricos ditará o fim do Universo:

• Expansão eterna: A taxa de afastamento segue indefinidamente sem romper as estruturas da matéria.
• Big Rip (Grande Ruptura): A energia escura torna-se tão intensa que supera as forças gravitacionais e atômicas, desagregando galáxias, estrelas, planetas e, por fim, os próprios átomos.
• Big Crunch (Grande Colapso): A força da energia escura perde intensidade ao longo do tempo, permitindo que a gravidade volte a dominar e puxe toda a matéria de volta a um ponto singular de densidade infinita.

Matéria traduzida e adaptada de Xataka*