Oitenta e cinco por cento do Universo é completamente invisível, e nem mesmo instrumentos poderosos, como o supertelescópio espacial James Webb, são capazes de obter uma imagem da chamada matéria escura. Sem interagir com a luz ou com outras formas de radiação eletromagnética, ela só é detectada devido à gravidade. Agora, cientistas do projeto Telescópio Cosmológico do Atacama (TCA) criaram o mais detalhado mapa desse componente essencial para a compreensão da expansão do Cosmos. O levantamento cobre um quarto dos céus e, além de ajudar a desvendar a origem de estrelas, galáxias e planetas, confirma, novamente, que Albert Einstein estava certo.
No início do século 20, o cientista alemão previu a existência das lentes gravitacionais, um efeito que acontece quando a radiação eletromagnética passa perto de um objeto massivo, incluindo a matéria escura. O campo gravitacional gerado faz com que a luz se dobre, distorcendo a imagem para o observador. Com o TCA, os astrônomos conseguiram mapear o fenômeno no Universo invisível com centenas de milhões de anos-luz de diâmetro.
Segundo Blake Sherwin, professor de cosmologia na Universidade de Cambridge e um dos líderes do TCA, as observações mostram com clareza a deformação no tecido do Cosmos. "Parece exatamente como nossas teorias preveem", disse Sherwin, que apresentou o resultado da pesquisa ontem, na conferência astronômica Future Science with CMB x LSS, na Universidade de Quioto, no Japão.
A equipe de 160 cientistas utilizou dados do telescópio localizado no deserto chileno do Atacama, que observa a luz emanente do início do Universo, apenas 380 mil anos após o Big Bang. Trata-se da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (RCFM), um fenômeno informalmente conhecido como "a imagem do Universo bebê". Com os dados do instrumento chileno, os cientistas rastreiam como essa fonte luminosa, ao passar por objetos massivos — incluindo os formados pela matéria escura —, deformam a RCFM.
"Fizemos um novo mapa de massa usando distorções de luz que sobraram do Big Bang", explicou Mathew Madhavacheril, professor-assistente do Departamento de Física e Astronomia da Universidade da Pensilvânia e coautor do trabalho. "Surpreendentemente, ele fornece medições que mostram que tanto o 'nódulo' do Universo quanto a taxa em que ele está aumentando após 14 bilhões de anos de evolução são exatamente o que você esperaria de nosso modelo padrão de cosmologia baseado na teoria da gravidade de Einstein."
"Crise"
De acordo com Blake Sherwin, alguns astrofísicos defendem que a matéria escura não é irregular o suficiente sob o modelo padrão, levantando dúvidas sobre a sua validade. Trata-se da "crise na cosmologia", que vem se arrastando há algum tempo. O cientista afirma que a confusão se dá porque as medições que colocam a teoria na berlinda utilizaram outra luz de fundo, emitida por estrelas, no lugar da radiação cósmica de fundo em micro-ondas.
No entanto, os resultados mais recentes da equipe do TCA avaliaram que as grandes distorções observadas são exatamente como o esperado. "Quando as vi pela primeira vez, nossas medições estavam tão de acordo com a teoria subjacente que levei um momento para processar os resultados", disse Frank Qu, pesquisador de Cambridge que integra o projeto.
Em nota, Suzanne Staggs, diretora do TCA e professora de física na Universidade de Princeton, afirmou que "os dados das lentes da radiação cósmica de fundo em micro-ondas rivalizam com pesquisas mais convencionais da luz visível das galáxias em sua capacidade de rastrear a soma do que está lá fora". "Juntos, as lentes RCFM e os melhores levantamentos ópticos estão esclarecendo a evolução de toda a massa do Universo." O telescópio no Atacama operou por 15 anos e foi desativado em setembro de 2022. Porém, há muitos trabalhos feitos com dados do instrumento que ainda serão apresentados. No próximo ano, o Observatório Simons, construído no mesmo local, terá um telescópio com capacidade de mapeamento celeste 10 vezes mais rápida que o TCA.
Segundo Stephen Bough, astrônomo da Universidade de Harvard que não participa do projeto, as observações que levam em conta a radiação cósmica de fundo em micro-ondas permitirão chegar a parâmetros cosmológicos mais precisos. "E nos informar sobre como a massa — tanto a matéria visível quanto a escura — está distribuída no Universo."