NASA/WMAP
Um dos grandes mistérios da Cosmologia Moderna é a Energia Escura. Muitos cosmólogos têm procurado desvendar a verdadeira identidade dessa energia que compreende 74% da energia total do Universo. Por outro lado, a matéria bariônica compreende aproximadamente 4%, enquanto a Matéria Escura dá conta de quase 22% do conteúdo de energia-matéria do nosso Universo. Tanto a Energia Escura quanto a Matéria Escura, são de natureza desconhecida. Então, quase 96% do conteúdo energético do Cosmos é de natureza totalmente desconhecida.
O que é a Energia Escura?
Dentro da teoria cosmológica mais aceita atualmente, a Energia Escura é a responsável direta pela expansão acelerada do Universo. Sabe-se que a Energia Escura é inferida apenas por observações astronômicas através de seus efeitos gravitacionais. A Energia Escura apresenta pressão negativa, ao contrário da matéria bariônica, uma vez que a "Dark Energy" contrabalança o efeito atrativo da gravidade, pois essa componente exótica - responsável pela expansão acelerada - atua como antigravidade, isto é, como gravidade repulsiva.
Dentro da teoria cosmológica mais aceita atualmente, a Energia Escura é a responsável direta pela expansão acelerada do Universo. Sabe-se que a Energia Escura é inferida apenas por observações astronômicas através de seus efeitos gravitacionais. A Energia Escura apresenta pressão negativa, ao contrário da matéria bariônica, uma vez que a "Dark Energy" contrabalança o efeito atrativo da gravidade, pois essa componente exótica - responsável pela expansão acelerada - atua como antigravidade, isto é, como gravidade repulsiva.
Expansão Acelerada do Universo
NASA / CXC / U.TEXAS
A observação de supernovas do tipo Ia levou dois grupos de astrônomos a concluir que o universo está expandindo de forma acelerada. O grupo (Supernova Cosmology Project) liderado pelos americanos Saul Perlmutter e Adam Riess, e o grupo australiano (High Z supernova Search Team), tendo à frente Brian Schmidt, realizaram independentemente uma das descobertas mais importantes da Cosmologia Moderna. Ao observarem as supernovas tipo Ia, consideradas como vela-padrão pelos astrônomos, os grupos de pesquisa inferiram que galáxias distantes estão se afastando uma das outras aceleradamente. Dado que a força gravitacional tem caráter atrativo, como o Universo está se expandindo de maneira acelerada? Quem é o agente físico responsável pela expansão acelerada do Universo? Grande parte da comunidade científica acredita que a Energia Escura seja a entidade física responsável pela expansão acelerada do Cosmos.
Constante Cosmológica
Shutterstock/R.T. Wohlstadter
Muitos cosmólogos interpretam, baseados em Teorias Quânticas de Campo, a Energia Escura como a energia associada ao vácuo. Com efeito, a constante cosmológica Λ, introduzida por Albert Einstein em seu modelo estático do Universo, faz um papel crucial no modelo mais aceito da cosmologia atualmente: o modelo ΛCDM (Lambda-Cold Dark Matter). De fato, Einstein introduziu o termo constante Λ, nas suas equações de campo, de modo a evitar o colapso gravitacional no seu modelo teórico de universo, uma vez que ele tinha a crença num Universo estático. Todavia, deve-se pontuar que o papel da constante cosmológica dentro do modelo ΛCDM é totalmente diferente da forma utilizada por Einstein. Após a descoberta da expansão do Universo por Edwin Hubble em 1929, Einstein abandonou a constante cosmológica e afirmou que a introdução dessa constante foi o maior erro de sua vida acadêmica. Acreditava-se assim, a partir da descoberta de Hubble, que o Universo se expandia de forma desacelerada, uma vez que a força gravitacional é atrativa, ou seja, a matéria presente no Universo tende a se agrupar.
Nesse contexto, a reintrodução de Λ no cenário cosmológico, para explicar a expansão acelerada, trouxe uma solução alternativa sobre a identidade da Energia Escura. No entanto, o problema do ajuste fino no valor da constante cosmológica é um dos maiores desafios da Cosmologia Moderna. Qual a teoria que explicará naturalmente o ajuste fino no valor de Lambda? Por que o valor observacional de Λ é extremamente pequeno, enquanto que o valor teórico é 120 ordens de grandeza maior? A enorme discrepância entre o valor da constante cosmológica previsto teoricamente e o valor obtido por observações é, sem sombra de dúvidas, um problema de primeira grandeza. Quem será o próximo Einstein a resolver esse enigma?
Referências
[1] What is Dark Energy?
[2] The Dark Energy Survey
[3] Blinded by Dark (Energy)
[4] Brian Schmidt: O Enigma da Energia Escura
