No alto do deserto do Atacama, no Chile, a quilômetros de distância do brilho opaco da poluição luminosa, o Telescópio de Cosmologia Atacama está em uma posição privilegiada para buscar respostas no céu. A idade do universo, por exemplo, é uma grande questão, sendo um dilema cósmico que pode ser respondido de diferentes maneiras, dependendo de como se mede a expansão acelerada do universo.

Um artigo publicado recentemente no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics mediu a taxa dessa expansão, chamada de constante de Hubble, usando o telescópio da National Science Foundation no Chile.

A equipe descobriu que a constante de Hubble é de 67,6 quilômetros por segundo por megaparsec – o que significa que para cada megaparsec, ou 3,26 milhões de anos-luz, a velocidade de expansão do universo aumenta em 67,6 quilômetros por segundo. O número que a equipe internacional de astrônomos e físicos encontrou, após 730 dias de observação de 2013 a 2016, foi quase a mesma taxa relatada anteriormente pelo satélite Planck da Agência Espacial Europeia em 2013.

“Agora chegamos a uma resposta em que o Planck e [o Telescópio de Cosmologia Atacama] concordam”, disse Simone Aiola, pesquisadora do Centro de Astrofísica Computacional do Flatiron Institute e coautora do artigo, em um comunicado à imprensa. “Isso mostra que essas medições difíceis são confiáveis”.

Há um grande motivo pelo qual valia a pena recalcular a constante: existem algumas maneiras de medir a taxa de expansão do universo, a partir das quais a idade dele pode ser deduzida. Você pode medir a taxa com base em objetos estelares que estão perto de nós, como estrelas Cefeidas pulsantes. Você também pode medir a expansão olhando para a luz polarizada da radiação cósmica de fundo do universo, a radiação detectável mais distante do Big Bang, que é o que a equipe do Atacama fez nesse caso. Essa luz difusa tem variação em sua polarização, permitindo aos cientistas medir a distância que a luz viajou e quanto tempo levou. É por isso que entender a taxa de expansão do universo é importante: ela muda o quão longe a luz foi e, portanto, a idade de tudo.

Uma imagem polarizada do radiação cósmica de fundo em microondas (CMB) do universo. Imagem: ACT Collaboration

O problema é que essas duas maneiras de calcular a constante de Hubble apresentaram taxas bem diferentes – um estudo de 2019 apresentou quase 74 quilômetros por segundo por megaparsec, enquanto outro do mesmo ano também encontrou um número diferente. Embora as diferenças possam parecer pequenas, as estimativas variáveis ​​significam um intervalo de centenas de milhões de anos para determinar a idade do universo. (Quanto maior a constante, mais jovem é o universo).

As descobertas da equipe do Atacama colocam a idade do universo em cerca de 13,77 bilhões de anos. Nosso sistema solar, para efeito de comparação, tem cerca de 4,57 bilhões de anos, e o Homo sapiens surgiu em algum momento há cerca de 300.000 anos.

Os números divergentes até agora não significam que qualquer parte esteja necessariamente errada (embora a equipe por trás do novo artigo, que trabalhou com imagens de melhor resolução da radiação cósmica de fundo em microondas do que seus predecessores em Planck, tenha afirmado que a matemática da equipe anterior era confiável). O que significa é que ainda existe alguma coisa que não conseguimos enxergar ao tentar entender como funciona a expansão do universo.

A disparidade entre as medições locais e distantes da constante de Hubble pode significar que “há um problema com um dos tipos de medições que não estamos interpretando corretamente e, portanto, há algum tipo de problema sistemático com uma medição ou outra”, disse Michael Niemack, astrofísico da Universidade Cornell e coautor do artigo recente. “A possibilidade mais interessante é que haja algo faltando em nosso modelo cosmológico”.

O melhor pode estar por vir para o telescópio Atacama, que foi inaugurado em 2007 e tem a vantagem de estar no solo, tornando-o mais fácil de manejar do que um telescópio espacial.

“Ainda temos que extrair todas as informações dos dados que já coletamos com o Telescópio de Cosmologia Atacama”, disse Steve Choi, astrofísico da Universidade Cornell e principal autor do artigo, por e-mail. “Estou esperançoso de que aprenderemos questões de física ainda mais emocionantes sobre nosso universo com os próximos experimentos no Atacama, como CCAT-prime e Observatório Simons”, referindo-se a dois próximos observatórios de alta altitude no deserto. O telescópio em CCAT-prime foi renomeado como Telescópio Submilimétrico Fred Young em setembro, e ele analisará uma série de características cosmológicas, enquanto o Observatório Simons vai focar suas capacidades de observação na radiação cósmica de fundo em microondas.

Talvez, uma das equipes que avaliou a idade do universo não esteja enxergando algo em sua matemática – com as muitas incógnitas conhecidas da ciência espacial e outras coisas que são totalmente desconhecidas, é possível. Mas de acordo com Niemack, também poderia haver algo a mais que explicaria os diferentes números.

“Isso pode ser um indício de que estamos prestes a descobrir algo novo e empolgante que não conhecíamos antes sobre como nosso universo funciona”, disse ele.