Uma equipe internacional de astrônomos usando observações de lentes gravitacionais feitas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA deram um importante passo para tentar resolver o mistério sobre a energia escura, um fenômeno que misteriosamente parece acelerar a expansão do universo. Os resultados obtidos pelos cientistas aparecem na edição de 20 de Agosto da revista Science. E o artigo original pode ser baixado aqui: http://tecnoscience.squarespace.com/arquivo/lente-gravitacional-no-aglomerado-de-galaaxias-abell-1689/
A matéria dita como normal que é encontrada nas estrelas, planetas e nuvens de poeira somente faz parte de uma pequena fração da massa-energia contida no universo. Ela é então completada por uma enorme quantidade da chamada matéria escura – que é invisível mas pode ser detectada pela sua força gravitacional. Por sua vez, a matéria negra no universo é preenchida por uma energia negra difusa que permeia todo o universo. Os cientistas acreditam que a pressão exercida por essa energia escura é que empurra o universo em uma expansão acelerada.
Pesquisar e buscar repostas para a energia escura é todavia um dos principais desafios da cosmologia moderna. Desde a sua descoberta em 1998, o problema tem sido caracterizá-la e entendê-la melhor. Esse trabalho apresenta uma maneira totalmente nova de se fazer isso.
Eric Jullo autor principal do artigo publicado na Science explica: “A energia escura é caracterizada pela relação entre a sua pressão e a sua densidade: isso é o que se conhece por equação do estado. Nosso objetivo foi tentar quantificar essa relação. Essa relação nos ensina sobre as propriedades da energia escura e como ela tem afetado o desenvolvimento do universo”.
A equipe mediu as propriedades da lente gravitacional no aglomerado de galáxias Abell 1689. A lente gravitacional é um fenômeno previsto pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein e foi aqui usada pela equipe para buscar como distâncias cosmológicas (e com isso a forma do espaço-tempo) são modificadas pela energia escura. Em distâncias cósmicas, um grande aglomerado de galáxias em um primeiro plano tem tanta massa que a sua força gravitacional curva os feixes de luz emitidos pelas galáxias mais distantes, produzindo uma imagem distorcida dos objetos distantes, como se estivessem sendo observados por meio de lentes. A distorção induzida pela lente depende em parte das distâncias dos objetos, que pode ser precisamente medida com grandes telescópios baseados na superfície da Terra como o Very Large Telescope do ESO e os Telescópios Keck.
“O efeito preciso das lentes depende da massa das lentes, da estrutura do espaço-tempo e da distância relativa entre nós os observadores, a lente e o objeto atrás da lente”, explica Priyamvada Natarajan, co autor do artigo. “É como uma lente de aumento onde a imagem resultante irá depender da forma da lente e quão distante o objeto que estamos olhando está. Se você sabe a forma da lente e conhece a imagem que obtém você pode trabalhar com o caminho da luz percorrido entre o objeto e os seus olhos”.
Observar as imagens distorcidas permite aos astrônomos reconstruir o caminho que a luz percorreu desde as galáxias distantes até a Terra. Também permite que os astrônomos estudem o efeito da energia escura na geometria do espaço na passagem da luz desde distantes objetos pelo aglomerado de lentes e então desse aglomerado até nós os observadores. À medida que a energia escura empurra o universo fazendo com que ele expanda de forma mais rápida, a passagem precisa que o feixe de luz segue a medida que atravessa o espaço é curvada pela lente sofrendo uma alteração. Isso significa que as imagens distorcidas das lentes guardam consigo informações sobre a cosmologia que está por trás bem como sobre as próprias lentes.
Mas por que a geometria do universo é uma questão importante?
“A geometria, o conteúdo e o destino do universo estão todos intimamente ligados”, diz Natarajan. “Se você conhece bem dois desses fatores pode deduzir o terceiro. Nós já temos um bom conhecimento do conteúdo de massa-energia do universo, então se nós pudermos definir a sua geometria seremos capazes de entender com precisão o destino que o universo terá”.
A importância real desse novo resultado é que ele indica uma maneira totalmente nova de extrair informação sobre a energia escura. É uma técnica única e poderosa que pode oferecer grandes promessas para implicações futuras.
De acordo com os cientistas, para funcionar, o método necessita de múltiplas e meticulosas etapas de desenvolvimento. Eles gastaram alguns anos desenvolvendo modelos matemáticos especiais e mapas precisos da matéria – tanto da escura como da “normal” – que juntas constituem o aglomerado Abell 1689.
Outro co-autor do trabalho Jean-Paul Kneib explica: “Usando nosso método único em conjunção com outros, nós fomos capazes de obter resultados muito mais precisos do que os que foram alcançados anteriormente”.
Acompanhe aqui um vídeo mostrando em detalhe o aglomerado de galáxias Abel 1689:
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