O que são os arcosbonus sem cadastrogaláxias, estruturas gigantescas que desafiam o que sabemos sobre o Universo:bonus sem cadastro

Segundo o modelo padrãobonus sem cadastrocosmologia – a teoria na qual se baseia a nossa compreensão do Universo –, a matéria deveria ser distribuídabonus sem cadastroforma mais ou menos homogênea pelo espaço. Quando os cientistas observam o Universobonus sem cadastroescalas muito grandes, eles não deveriam observar grandes irregularidades; tudo deveria ter a mesma aparênciabonus sem cadastrotodas as direções.

Mas o Arco Gigante não é o único exemplo dabonus sem cadastroespécie. Essas imensas estruturas agora estão forçando os cientistas a redefinirbonus sem cadastroteoria sobre a evolução do Universo.

'Acidente' espetacular

Lopez estudava para o seu mestrado na Universidade do Centrobonus sem cadastroLancashire, no Reino Unido, quando seu orientador sugeriu que ela usasse um novo método para analisar estruturasbonus sem cadastrogrande escala no Universo.

Ela usou quasares – galáxias distantes que emitem uma extraordinária quantidadebonus sem cadastroluz – para procurar sinaisbonus sem cadastromagnésio ionizado, que são claros indícios da existênciabonus sem cadastronuvensbonus sem cadastrogásbonus sem cadastrovoltabonus sem cadastrouma galáxia.

Quando a luz passa através desse magnésio ionizado, certas frequências são absorvidas, deixando "assinaturas"bonus sem cadastroluz exclusivas que podem ser detectadas pelos astrônomos.

"Observei aglomeradosbonus sem cadastrogaláxias conhecidos e documentados e comecei a traçar a aparência dessas regiões pelo método Magnésio II", diz a britânica.

"Um conjunto que observei era muito pequeno, mas quando o analisei no Magnésio II, havia essa interessante faixa densabonus sem cadastroabsorçãobonus sem cadastromagnésio através do campobonus sem cadastrovisão”, ela conta.

"Foi assim que acabei descobrindo. Foi um feliz acidente e simplesmente tive a sortebonus sem cadastroter sido quem o encontrou."

O "feliz acidente"bonus sem cadastroLopez trouxe uma descoberta espetacular. Observado através da constelação do Boieiro, um conjuntobonus sem cadastrocercabonus sem cadastro45 a 50 nuvensbonus sem cadastrogás, cada qual associada a pelo menos uma galáxia, parecia dispor-sebonus sem cadastroum arco com 3,3 bilhõesbonus sem cadastroanos-luzbonus sem cadastroextensão. O tamanho é considerável, já que a amplitude do Universo observável ébonus sem cadastro94 bilhõesbonus sem cadastroanos-luz.

O artigobonus sem cadastroLopez afirma que é extremamente improvável (apenas 0,0003%bonus sem cadastroprobabilidade) que essa grande estrutura tenha surgido ao acaso.

A pesquisadora sugere que ela pode ter sido formada por alguma razão na física natural do Universo que atualmente não conhecemos.

Suas descobertas desafiam diretamente uma faceta central do modelo cosmológico padrão, que é a melhor explicação que temos para explicar o início e a evolução do Universo.

Esta faceta é conhecida como o princípio cosmológico. Ela afirma que,bonus sem cadastrogrande escala, o Universo deve ter aproximadamente a mesma aparênciabonus sem cadastrotoda parte, independentemente dabonus sem cadastroposição ou da direção na qual você estiver olhando. Não deve haver estruturas gigantes e o espaço deve ser suave e uniforme.

Isso é conveniente, pois permite aos pesquisadores tirar conclusões sobre todo o Universo com base apenas no que vemos do nosso canto particular. Mas também faz sentido que, após o Big Bang, o Universo tenha se expandido para fora, lançando matéria simultaneamentebonus sem cadastrotodas as direções.

É aqui que surge o problema. Segundo o modelo padrão, estruturas como o Arco Gigante simplesmente não teriam tido tempobonus sem cadastrose formar.

"A ideia atual sobre como se formaram as estruturas no Universo é por meiobonus sem cadastroum processo conhecido como instabilidade gravitacional", segundo Subir Sarkar, professorbonus sem cadastrofísica teórica da Universidadebonus sem cadastroOxford, no Reino Unido.

Cercabonus sem cadastroum milhãobonus sem cadastroanos depois do Big Bang, quando o Universo estava se expandindo, minúsculas flutuaçõesbonus sem cadastrodensidade fizeram com que pedaçosbonus sem cadastromatéria se acumulassem. Ao longobonus sem cadastrobilhõesbonus sem cadastroanos, a força da gravidade conseguiu fazer com que esses aglomerados formassem estrelas e galáxias.

Mas existe uma limitaçãobonus sem cadastrotamanho para este processo. Qualquer objeto com maisbonus sem cadastrocercabonus sem cadastro1,2 bilhãobonus sem cadastroanos-luz simplesmente não teria tido tempo suficiente para se formar.

"Para formar estruturas, você precisa que as partículas se reúnam entre si, para que ocorra o colapso gravitacional", explica Sarkar. "Estas partículas precisariam mover-sebonus sem cadastrofora para dentro da estrutura para chegar lá."

"Então, se abonus sem cadastroestrutura tiver 500 milhõesbonus sem cadastroanos-luzbonus sem cadastroextensão, a luz levaria 500 milhõesbonus sem cadastroanos para mover-sebonus sem cadastrouma extremidade para a outra", prossegue o professor.

"Mas estamos falandobonus sem cadastropartículas que estão se movendo muito mais lentamente que a luz,bonus sem cadastroforma que levaria bilhõesbonus sem cadastroanos para criar uma estrutura desse tamanho – e o Universo existe apenas há cercabonus sem cadastro14 bilhõesbonus sem cadastroanos."

O Arco não está sozinho

O Arco Gigante descoberto por Lopez não é a única estruturabonus sem cadastrolarga escala descoberta pelos astrônomos.

Existe também a "Grande Muralha"bonus sem cadastrogaláxias (também chamadabonus sem cadastroGrande Muralha CfA2), descobertabonus sem cadastro1989 por Margaret Geller e John Huchra. A muralha tem cercabonus sem cadastro500 milhõesbonus sem cadastroanos-luzbonus sem cadastrocomprimento, 300 milhõesbonus sem cadastroanos-luzbonus sem cadastrolargura e 15 milhõesbonus sem cadastroanos-luzbonus sem cadastroprofundidade.

A Grande Muralha Sloan é ainda maior – uma estrutura cósmica formada por uma parede gigantebonus sem cadastrogaláxias, descobertabonus sem cadastro2003 por J. Richard Gott 3°, Mario Juric e seus colegas da Universidadebonus sem cadastroPrinceton, nos Estados Unidos. Esta muralha tem cercabonus sem cadastro1,5 bilhãobonus sem cadastroanos-luzbonus sem cadastroextensão.

E a descoberta desses colossos astronômicos se acelerou ainda mais na última década.

Em 2014, os cientistas descobriram o superaglomerado Laniakea, uma coleçãobonus sem cadastrogaláxias onde fica a nossa Via Láctea. Laniakea tem 520 milhõesbonus sem cadastroanos-luzbonus sem cadastroextensão ebonus sem cadastromassa equivale a cercabonus sem cadastro100 quatrilhõesbonus sem cadastrosóis.

Em 2016, foi descoberta a Grande Muralha BOSS – um complexobonus sem cadastrogaláxias com maisbonus sem cadastroum bilhãobonus sem cadastroanos-luzbonus sem cadastroextensão. BOSS é compostabonus sem cadastro830 galáxias separadas, que foram atraídas pela gravidade para formar quatro superaglomerados. As galáxias são conectadas por longos filamentosbonus sem cadastrogás quente.

E,bonus sem cadastro2020, a Muralha do Polo Sul, com 1,4 bilhãobonus sem cadastroanos-luzbonus sem cadastroextensão, foi acrescentada à lista.

Mas o recorde atual entre essas estruturas é da Grande Muralha Hércules-Coroa Boreal. Descobertabonus sem cadastro2013, ela cobre 10 bilhõesbonus sem cadastroanos-luz – maisbonus sem cadastro10% do tamanho do Universo observável.

"Fizemos os cálculos e percebemos, 'uau, esta é a maior coisa do Universo'", relata Jon Hakkila, professorbonus sem cadastrofísica e astronomia da Universidade do Alabamabonus sem cadastroHuntsville, nos Estados Unidos.

Sua preocupação era justificada. Hakkila e Lopez fizeram uma sériebonus sem cadastrotestes estatísticos para tentar comprovar que os resultados não poderiam ter surgido ao acaso. Para o Arco Gigante, os resultados apresentaram nívelbonus sem cadastroconfiabilidadebonus sem cadastro99,9997%.

Na pesquisa científica, o padrão-ouro para significância estatística é conhecido como 5-sigma, que é igual à probabilidadebonus sem cadastrocercabonus sem cadastro1bonus sem cadastro3,5 milhõesbonus sem cadastroque os resultados se devem ao acaso. O Arco Gigante atingiu significânciabonus sem cadastro4,5 sigma,bonus sem cadastroforma que ainda existe a possibilidadebonus sem cadastroque a estrutura seja uma disposiçãobonus sem cadastroestrelas ao acaso.

"Nossos olhos são muito bons para observar padrões", explica Sarkar. "Você pode ver letras nas nuvens, mas não é uma estrutura real. Sua mente está formando uma estrutura com base no que, na verdade, é aleatório."

"Mas não acho que seja o caso nesta situação. Acho que é uma cadeia física realbonus sem cadastrosuperaglomerados", afirma o professor.

Mudançabonus sem cadastropadrão

Se for comprovada a existênciabonus sem cadastrooutras estruturas como o Arco Gigante e a Grande Muralha Hércules-Coroa Boreal, os astrônomos serão obrigados a reescrever (ou, pelo menos, revisar) o modelo padrãobonus sem cadastrocosmologia.

Não é a primeira vez que o modelo precisará ser adaptado. Em 1933, o cientista Fritz Zwicky, do Institutobonus sem cadastroTecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, mediu a massabonus sem cadastroum aglomeradobonus sem cadastrogaláxias e concluiu que o número era menor que o esperado.

Na verdade, a massa era tão pequena que as galáxias deveriam ter se separado e escapado da força gravitacional do aglomerado. Por isso, alguma outra coisa deveria manter os aglomeradosbonus sem cadastrogaláxias juntos.

Esta "outra coisa" é a matéria escura, uma substância misteriosa que se acredita que forme 27% do Universo.

Em 1998, o modelo recebeu novas adaptações para incluir a energia escura, depois que duas equipes independentesbonus sem cadastroastrônomos mediram a expansão do Universo e descobriram que ela está se acelerando.

De qualquer forma, deveremos saber ao certo nos próximos anos o que precisará ser feito. A Pesquisa do Legado do Espaço e Tempo (LSST, na siglabonus sem cadastroinglês) é um estudo planejadobonus sem cadastro10 anos do céu do hemisfério sul que pode fornecer aos astrônomos uma visão do Universo sem precedentes.

"É preciso muito esforço para fazer uma mudançabonus sem cadastroparadigma, especialmente se as pessoas investiram suas vidas e carreiras nele", afirma Sarkar. "Mas, na ciência, precisamos ver,bonus sem cadastroúltima instância, quem tem razão."

Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no site BBC Future.

- Este texto foi publicado em http://www.mi-rob.com/articles/ckklkd3zk9do