Energia Escura

O QUE É ENERGIA ESCURA?

Energia Negra- expansão do universo

Este diagrama mostra as mudanças na taxa de expansão desde o nascimento do universo 15000000000 anos atrás. Quanto mais rasa a curva, mais rápido o ritmo de expansão. A curva muda visivelmente cerca de 7,5 bilhões de anos atrás, quando os objetos do universo começou a voar para além de um ritmo mais rápido. Os astrônomos acreditam que a taxa de expansão mais rápida se deve a uma força misteriosa, escura que está puxando a galáxias de distância.

NASA / STScI / Ann Feild

É mais desconhecida do que conhecida. Sabemos o quanto a energia escura existe porque nós sabemos como isso afeta a expansão do Universo. Fora isso, é um completo mistério. Mas é um mistério importante. Acontece que cerca de 68% do Universo é energia escura. A matéria escura compõe cerca de 27%. O resto – tudo na Terra, tudo já observado com todos os nossos instrumentos, tudo matéria normal – acrescenta-se a menos de 5% do Universo. Para pensar sobre isso, talvez ele não deve ser chamado de “normal” que importa a todos, já que é uma pequena fração do Universo tal.

Uma explicação para a energia escura é que é uma propriedade de espaço. Albert Einstein foi a primeira pessoa a perceber que o espaço vazio não é nada. O espaço tem propriedades surpreendentes, muitos dos quais estão apenas começando a serem compreendidas. A primeira propriedade que Einstein descobriu é que é possível que mais espaço para vir à existência. Então, uma versão da teoria da gravidade de Einstein, a versão que contém um constante cosmológico,faz uma segunda previsão: “espaço vazio” pode possuir a sua própria energia.

Porque esta energia é uma propriedade do próprio espaço, ele não iria ser diluído como o espaço se expande. Como mais espaço passa a existir, mais deste espaço de energia apareceria. Como resultado, esta forma de energia faria com que o Universo se expandisse mais e mais rápido. Infelizmente, ninguém entende por que a constante cosmológica deve mesmo estar lá, e muito menos por que ela teria exatamente o valor correto para causar a aceleração observada do Universo.

Outra explicação para como o espaço adquire energia vem da teoria quântica da matéria. Nesta teoria, “espaço vazio” é realmente cheio de partículas (“virtuais”) temporários que continuamente se formam e depois desaparecem. Mas quando os físicos tentaram calcular quanta energia isso daria espaço vazio, a resposta saiu errada – errada por muito. O número saiu de 10.120 vezes muito grande. Isso é um 1 com 120 zeros depois dele. É difícil obter uma resposta tão ruim assim. Assim, o mistério continua.

Outra explicação para a energia escura é que é um novo tipo de fluido de energia dinâmica ou campo, algo que preenche todo o espaço, mas algo cujo efeito sobre a expansão do Universo é o oposto do que de matéria e energia normal. Alguns teóricos têm chamado este “quintessência”, após o quinto elemento dos filósofos gregos. Mas, se quintessência é a resposta, nós ainda não sabemos o que é, o que ele interage com, ou por que ela existe. Assim, o mistério continua.

A última possibilidade é que a teoria da gravidade de Einstein não seja correta. Que não só afeta a expansão do Universo, mas também afetaria a maneira que a matéria normal em galáxias e aglomerados de galáxias tem se comportado. Este fato seria uma maneira de decidir se a solução para o problema da energia escura é uma nova teoria da gravidade ou não: podemos observar como as galáxias se reúnem em grupos. Mas, se ele vir que é necessária uma nova teoria da gravidade, que tipo de teoria seria?

Como poderia descrever corretamente o movimento dos corpos no Sistema Solar, como a teoria de Einstein é conhecida por fazer, e ainda nos dão a previsão diferentes para o Universo que nós precisamos? Existem teorias,candidatos, mas nenhum é convincente. Assim, o mistério continua.

A única coisa que é necessário para decidir entre as possibilidades de energia escuras – uma propriedade do espaço, um novo fluido dinâmico, ou uma nova teoria da gravidade – é mais dados, melhores dados.