O Universo se comporta da mesma maneira em todos os lugares?

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Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/03/2025

Princ?pio Cosmol?gico

F?sicos apresentaram uma nova metodologia para testar a suposi??o da homogeneidade e da isotropia c?smica, conhecida como Princ?pio Cosmol?gico. Encontrar evid?ncias de anomalias no Princ?pio Cosmol?gico pode ter implica??es profundas para nossa compreens?o do Universo.

James Adam e colegas da Escola Internacional de Estudos Avan?ados (SISSA), na It?lia, descobriram como fazer isto usando lentes gravitacionais fracas, um efeito de distor??o da luz descrito pela Relatividade Geral, em imagens astron?micas coletadas por novos observat?rios, como o telesc?pio espacial Euclides, lan?ado em 2023.

A teoria cosmol?gica padr?o se baseia no Princ?pio Cosmol?gico, que afirma que o Universo ? homog?neo e isotr?pico em grandes escalas, ou seja, que n?o h? um centro preferencial no Universo e que todos os pontos s?o equivalentes. "O Princ?pio Cosmol?gico ? como um tipo m?ximo de declara??o de humildade," disse James Adam, membro da equipe.

Uma outra suposi??o, similar, mas distinta e independente da homogeneidade, ? que o Universo tamb?m ? isotr?pico, o que significa que ele n?o tem dire??es preferenciais. Ambas as suposi??es fundamentam o Modelo Padr?o da Cosmologia, a estrutura te?rica usada para explicar a origem, evolu??o e estado atual do Universo. Atualmente, ? o modelo mais robusto e consistente, verificado por in?meras observa??es cient?ficas, embora ainda n?o seja perfeito.

De fato, algumas observa??es cosmol?gicas recentes sugerem que, em escalas extremamente grandes, pode haver anisotropias, ou seja, varia??es na estrutura do Universo que contestam a suposi??o da isotropia. Essas anomalias foram identificadas usando m?todos diferentes e incluem medi??es conflitantes da taxa de expans?o do Universo, estudos da radia??o c?smica de fundo em micro-ondas e v?rias inconsist?ncias nos dados cosmol?gicos.

Lentes gravitacionais

Mas grandes descobertas exigem grandes provas, e a comunidade cient?fica considera que as observa??es ainda n?o s?o suficientes para desbancar a teoria. Para descartar erros de medi??o, mais dados devem ser coletados usando metodologias independentes.

? a? que entra a proposta da equipe, uma nova metodologia para testar a isotropia do Universo usando observa??es de instrumentos mais recentes, como o Euclides, que acaba de come?ar a produzir imagens do cosmos com alcance, precis?o e resolu??o sem precedentes.

"Investigamos um m?todo diferente de restringir a anisotropia que envolve a chamada lente gravitacional fraca," explica Adam. As lentes gravitacionais s?o usadas h? muito tempo em astronomia, permitindo enxergar corpos celestes que ficam fora da linha de vis?o da Terra - a luz do objeto escondido ? curvada pela gravidade de um objeto massivo mais pr?ximo de n?s, fazendo-a chegar at? n?s mesmo que aquele objeto original esteja escondido bem atr?s do objeto mais pr?ximo.

J? as lentes gravitacionais fracas s?o exatamente o que seu nome diz, quando as gal?xias massivas curvam a luz de gal?xias de fundo mais distantes de modo muito sutil.

Temporada de novas teorias

As lentes gravitacionais fracas ajudam os astr?nomos a estudar a distribui??o da massa no Universo e como ela muda ao longo do tempo. Na verdade, a an?lise das lentes fracas permite separar a luz coletada pelo telesc?pio em dois componentes: Cisalhamento do modo E, que ? gerado pela distribui??o da mat?ria em um Universo isotr?pico e homog?neo, e cisalhamento do modo B, que normalmente ? muito fraco e n?o deveria aparecer em grandes escalas em um Universo isotr?pico.

A simples observa??o dos modos B em grandes escalas n?o deveria ser suficiente para confirmar anisotropias, j? que esses sinais s?o muito fracos e podem resultar de erros de medi??o ou efeitos secund?rios.

Se a anisotropia do Universo for real, ela deve afetar tanto os modos E quanto os modos B de uma forma n?o independente, gerando uma correla??o entre os dois sinais. Somente se os dados do Euclides revelarem uma correla??o significativa entre os modos E e B, eles estar?o sugerindo uma expans?o anisotr?pica do Universo.

Ent?o, sugere a equipe, agora ? s? ir analisando os dados de lentes gravitacionais fracas captadas pelo Euclides, procurando pelas correla??es entre os dois modos: Se elas aparecerem, ponto para o Modelo Cosmol?gico Padr?o; se n?o, isso significar? que nossa vis?o do Universo est? ultrapassada, e estar? definitivamente aberta a temporada de novas ideias para explicar o Universo.

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