27 de abril de 2016

Em busca da Energia Escura

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Em busca da Energia Escura


Flavia Sobreira

Em 1998 foi descoberto que o universo se expandia aceleradamente. Galáxias se afastam uma das outras com velocidades cada vez maiores. Isto mudou nossa concepção sobre a evolução do universo, pois aparentemente contraria a teoria da Relatividade Geral de Einstein. Para entender tal efeito, cientistas têm considerado diferentes trajetórias. Entre as mais motivadas estão a modificação da teoria de Einstein em escalas cósmicas ou a introdução de uma nova forma de energia exótica no universo, nomeada de Energia Escura, capaz de vencer a atração gravitacional da matéria.

A Energia Escura age como uma força antigravidade invisível que causa a expansão acelerada do espaço por todo o universo afastando os corpos celestes uns dos outros. Ainda não sabemos o que ela é, mas sentimos seus efeitos. A maneira com que as estruturas cósmicas são formadas pode ser a chave para entendê-la. A matéria no universo não é distribuída aleatoriamente. Vistas de longe, galáxias são agrupadas em filamentos que se cruzam e se conectam rodeados por grandes vazios. O tamanho destes filamentos e os vazios entre eles são influenciados pela Energia Escura. Dessa forma, a distribuição de galáxias no universo guarda segredos sobre seu conteúdo e para desvendá-los muitos telescópios de alta tecnologia têm sido usados para mapear o céu, entre eles está o Levantamento da Energia Escura ou em inglês, Dark Energy Survey (DES).

O DES é um importante mapeamento do universo que coletará dados durante 5 anos, nos quais 3 anos já foram concluídos, num telescópio de 4 metros de diâmetro localizado no Chile cobrindo uma área correspondendo a um oitavo do céu. Uma das maiores câmeras digitais do mundo com 570 megapixels, a chamada DECam, está instalada no plano focal do telescópio e tira fotos de regiões do céu que são analisadas e transformadas em dados estudados por vários astrônomos e cosmólogos ao redor do mundo. O conjunto de dados final do DES conterá mais de 300 milhões de galáxias, 30 mil aglomerados de galáxias e 2000 detecções de Supernovas, além de milhões de estrelas da Via Láctea e objetos do sistema solar, viabilizando estudos de uma grande diversidade de temas na área de Astronomia e Cosmologia. Uma colaboração internacional com cientistas dos Estados Unidos, Espanha, Reino Unido, Alemanha e Brasil - o Instituto de Física Teórica (IFT) da Unesp, juntamente com o Observatório Nacional, UFRGS e USP - participa nesta grande busca pela Energia Escura por intermédio do consórcio DES-Brasil e apoio do Laboratório Interinstitucional e Astronomia.

O principal objetivo do DES é estudar a natureza da Energia Escura usando diferentes métodos investigativos. Um deles é a medida do número médio de galáxias separadas por uma dada distância e sua comparação com as previsões teóricas de modelos cosmológicos. Tal comparação permite ajustar nossos modelos para descrever as propriedades da Energia Escura de acordo com os dados que observamos. Nosso principal desafio tem sido criar formas probabilísticas e estatísticas para explorar simultaneamente várias imagens observadas e criar mapas de galáxias cada vez maiores e mais precisos. No entanto, a análise dos dados do DES certamente irá trazer grandes contribuições que irão mudar a maneira como interpretamos o universo. Esperamos conhecer mais sobre a natureza da Energia Escura ou encontrar dicas de como projetar futuros experimentos para melhorar nossa compreensão sobre as leis da física que regem o universo.


Flavia Sobreira, pesquisadora do Instituto de Física Teórica (IFT) da Unesp em São Paulo, SP.
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