O universo continua a acelerar — dois Nobel tiveram de o provar novamente

A energia escura é a coisa mais estranha que alguma vez confirmámos existir. Preenche todo o espaço, afasta as galáxias umas das outras cada vez mais depressa, e ninguém sabe dizer o que é. O que os astrónomos sabem, com confiança crescente há quase trinta anos, é que ela tem de estar lá — porque o universo está a acelerar. Quando uma equipa da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, contestou essa conclusão num artigo revisto por pares, os cientistas que a provaram pela primeira vez voltaram aos dados.

Agora publicaram a sua resposta na mesma revista que publicou o desafio original. O universo continua a acelerar. O Prémio Nobel continua justificado. O mistério, no entanto, mantém-se tão profundo como sempre.

A energia escura é tão central para a cosmologia moderna que está incorporada no modelo padrão do universo — as equações que descrevem tudo, desde o Big Bang ao destino de cada galáxia. Se o universo estivesse a desacelerar, esse modelo precisaria de uma revisão fundamental. O estudo da Yonsei fazia precisamente essa afirmação: o universo já teria entrado numa fase de expansão mais lenta, e a energia escura estaria a enfraquecer mais rapidamente do que qualquer modelo previa. A afirmação era extraordinária, e a resposta também.

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Um termómetro cósmico

O instrumento no centro deste debate é um tipo de explosão estelar chamado supernova do tipo Ia. Estes eventos ocorrem quando uma anã branca num sistema binário atrai demasiada massa da sua companheira e desencadeia uma detonação termonuclear descontrolada — um clarão de luz que ofusca brevemente uma galáxia inteira. Notavelmente, estas explosões são suficientemente consistentes em brilho para servirem como aquilo a que os astrónomos chamam uma vela padrão: se sabemos o brilho real de um objeto, a sua escuridão aparente diz-nos exatamente a que distância está.

Três físicos — Adam Riess, Brian Schmidt e Saul Perlmutter — usaram este método para medir a velocidade a que as galáxias distantes se estavam a afastar. O que descobriram virou a cosmologia ao contrário: as galáxias não estavam simplesmente a afastar-se; estavam a afastar-se mais depressa do que antes. A expansão do universo estava a acelerar, impulsionada por uma força invisível a que chamaram energia escura. A descoberta valeu aos três o Prémio Nobel da Física.

A equipa da Yonsei usou o mesmo instrumento — mais de trezentas supernovas do tipo Ia — para chegar à conclusão oposta. A sua análise argumentava que, depois de corrigir o “viés de idade” (a ideia de que diferentes populações estelares produzem supernovas ligeiramente diferentes), a assinatura da expansão acelerada desaparece. Se estivesse correta, a energia escura não seria uma característica fixa do cosmos, mas sim uma característica em declínio, já em retirada.

Onde o desafio falhou

O Dr. Phil Wiseman, da Universidade de Southampton, liderou a equipa de refutação, trabalhando ao lado dos dois laureados com o Nobel. A sua análise identificou dois erros específicos na metodologia da Yonsei.

O primeiro foi uma confusão de idades. O estudo coreano usou a idade da galáxia hospedeira como substituto da idade da supernova individual dentro dela — uma substituição que não se sustenta. As galáxias contêm estrelas de idades muito diferentes, e a supernova que explode hoje pode ter-se originado num sistema estelar milhares de milhões de anos mais velho ou mais novo do que a média da galáxia. Usar a idade da galáxia como substituto da idade da supernova distorce a análise de forma sistemática.

O segundo erro foi a omissão de uma correção de massa da galáxia hospedeira — um passo padrão na cosmologia moderna de supernovas. O brilho de uma supernova do tipo Ia varia subtilmente consoante a massa da galáxia onde ocorre, e esta correção tem sido aplicada como prática de rotina há anos. A sua ausência introduziu um viés sistemático nas medições de distância da equipa coreana — precisamente as medições que sustentam qualquer afirmação sobre a história da expansão.

“As medições anteriores, bem aceites, estavam, de facto, corretas”, afirmou Wiseman, “e a nossa compreensão atual do destino do universo permanece sólida.”

O Professor Sullivan, coautor, observou que questionar ideias estabelecidas continua a ser essencial para o progresso científico — e que este desafio, embora incorreto, levou a comunidade a examinar a astrofísica de supernovas e a metodologia cosmológica com renovado rigor. Um debate científico que terminou com a resposta original inalterada fez ainda assim a área avançar.

O que a confirmação não resolve

A refutação confirma a aceleração cósmica. Não explica o que a produz.

A energia escura constitui cerca de 70% da energia total do universo, mas não produz luz, nem partículas detetáveis, nem qualquer sinal direto para além da impressão gravitacional que deixa na taxa de crescimento do universo. A sua existência é inferida inteiramente a partir daquilo que faz — e aquilo que faz é empurrar. Todos os métodos que mediram a expansão cósmica, desde supernovas do tipo Ia à radiação cósmica de fundo em micro-ondas, passando pelas oscilações acústicas de bariões e pelas sirenes de ondas gravitacionais, devolvem o mesmo resultado: o universo não está apenas a expandir-se, está a expandir-se mais depressa do que antes.

O que nenhum desses métodos resolveu é se a energia escura é fixa — uma constante cosmológica que Einstein introduziu e depois chamou de seu maior erro — ou se é dinâmica, um campo em evolução que pode comportar-se de forma diferente no futuro do que hoje. Esta distinção é importante porque o destino do universo depende dela. Uma energia escura fixa produz um universo que se expande para sempre a uma taxa acelerada, tornando-se mais frio e mais vazio ao longo de biliões de anos. Uma energia escura em evolução introduz a possibilidade de resultados muito mais estranhos.

Resultados iniciais do levantamento DESI sugeriram uma possível evolução na energia escura, embora a significância estatística não fosse suficientemente elevada para ser conclusiva. A equipa de Wiseman é explícita quanto aos limites da sua descoberta: o que refutaram foi a afirmação específica de que a aceleração já parou. Se a própria energia escura está a mudar ao longo do tempo continua a ser uma questão em aberto e ativa.

Perguntas frequentes sobre a energia escura

O que é a energia escura?

Energia escura é o nome dado ao que quer que esteja a causar a aceleração da expansão do universo. Comporta-se como uma força repulsiva espalhada uniformemente pelo espaço e não interage com a matéria comum nem com a luz — tornando-se invisível a todos os instrumentos que construímos. Apesar de constituir cerca de 70% da energia total do universo, nunca foi detetada diretamente. A sua existência é inferida inteiramente a partir da taxa de expansão do universo, medida através de supernovas, levantamentos de galáxias e da radiação cósmica de fundo em micro-ondas.

Como sabemos que o universo está a acelerar?

Comparando a velocidade a que as supernovas distantes se afastam com a velocidade a que as próximas se afastam. Num universo em desaceleração, as explosões muito distantes pareceriam estar a afastar-se mais depressa do que o esperado em relação ao seu brilho. Em vez disso, parecem mais escuras — o que significa que estão mais longe do que a desaceleração preveria, o que significa que a expansão acelerou ao longo do tempo. Esta assinatura foi confirmada por múltiplos métodos observacionais independentes, cada um usando física diferente.

A energia escura pode estar a mudar ao longo do tempo?

Possivelmente. O modelo mais simples trata a energia escura como uma constante cosmológica — fixa, uniforme e permanente. Mas resultados iniciais do levantamento DESI e de algumas compilações de supernovas sugeriram possíveis desvios. A questão está genuinamente em aberto. Esta refutação confirma que a aceleração não parou; não resolve se a intensidade da energia escura é constante.

Isto resolve a tensão de Hubble?

Não. A tensão de Hubble — o desacordo persistente entre diferentes métodos de medir a taxa de expansão atual do universo — é um problema separado e por resolver. Esta refutação aborda apenas se o universo ainda está a acelerar, não a taxa precisa a que o faz.

O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, que foi lançado dias antes de esta refutação ser publicada, deverá fornecer o maior levantamento de supernovas da história ao longo da sua missão de cinco anos. Combinado com os dados de lente gravitacional fraca do Euclid e os mapas de galáxias do DESI, as observações do Roman deverão reduzir substancialmente o leque de modelos possíveis de energia escura — e ou confirmar a constante cosmológica ou forçar uma revisão que ninguém previu ainda.

Referência: Wiseman et al., “Still accelerating: type Ia supernova cosmology is robust to host galaxy age evolution,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2026; 549(3). DOI: 10.1093/mnras/stag797

Etiquetas: dark energy, Adam Riess, Brian Schmidt, cosmic acceleration, Nobel Prize, Type Ia supernova

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