E se o Universo não for tão uniforme quanto os cientistas pensam?

Um dos pilares fundamentais da modernidade cosmologia pode estar começando a oscilar. UM estudar publicado na Nature encontrou evidências de que o universo pode não se comportar da mesma maneira em todas as direções nas maiores escalas observáveis.

“O que descobrimos foi uma rede de enormes filamentos e paredes de galáxias que permanecem alinhados e interligados ao longo de milhares de milhões de anos-luz”, afirma Francesco Sylos Labini, diretor de investigação em física do Centro de Investigação Enrico Fermi, em Itália, e autor principal do estudo.

Como deveria ser o universo?

Para explicar a descoberta, Sylos usa uma analogia muito mais simples do que qualquer equação matemática. Imagine um mapa do universo no qual cada galáxia é representada por um único ponto. Se o universo realmente se tornar uniforme nas maiores escalas, explica ele, chegará um ponto em que o mapa parecerá essencialmente o mesmo em todas as direções. Como uma fotografia vista de uma grande distância, seus detalhes gradualmente se confundiriam até restar apenas um fundo quase uniforme.

Mas não foi isso que Sylos e o seu colega Marco Galoppo descobriram.

“A ideia de que o Universo se torna estatisticamente uniforme em escalas suficientemente grandes é o que nos permite descrevê-lo utilizando modelos matemáticos relativamente simples”, diz Sylos. As suas observações, no entanto, sugerem que o universo real pode permanecer mais estruturado e organizado direcionalmente do que esta imagem assume.

Por outras palavras, a organização destas vastas redes cósmicas não desaparece à medida que regiões cada vez maiores do universo são examinadas. Em vez de desaparecerem gradualmente num cenário sem características, as maiores estruturas do Universo retêm padrões reconhecíveis mesmo em escalas onde, de acordo com o modelo cosmológico padrão, esses padrões já não deveriam ser detectáveis.

Não há flecha cósmica, mas um padrão persistente

Os pesquisadores ressaltam, porém, que essa constatação exige uma qualificação importante. Isso não significa que o universo tenha um único eixo ou direção preferencial.

“Não estamos afirmando que todo o universo tenha uma direção preferida, como se houvesse uma flecha cósmica atravessando o espaço”, diz Sylos. “O que descobrimos é muito mais sutil.”

Um mapa tridimensional do universo construído pelo Instrumento Espectroscópico de Energia Escura com base nas posições de milhões de galáxias. O close-up mostra a teia cósmica de filamentos e vazios que conecta as estruturas de grande escala do universo.

Cortesia de ESI Collaboration/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R. Inspetor

Em vez disso, a equipa detectou padrões coerentes na distribuição de galáxias que persistem ao longo de distâncias extraordinariamente grandes.

À medida que o volume do universo sob observação aumenta, as galáxias deverão eventualmente tornar-se indistinguíveis de um fundo uniforme, tal como a fotografia desfocada na analogia anterior. “Em vez disso, à medida que expandimos o nosso campo de visão, novas estruturas coerentes continuam a surgir”, diz Sylos. “Em vez de convergir para a uniformidade, a teia cósmica permanece organizada em escalas progressivamente maiores.”

A conclusão é o culminar de mais de duas décadas de pesquisa. Desde o início dos anos 2000, Sylos tem procurado responder a uma questão que raramente é testada diretamente: como sabemos realmente que o Universo se torna homogéneo e isotrópico em escalas suficientemente grandes? (Um meio isotrópico tem as mesmas propriedades físicas em todas as direções.)

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