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Estudo pode ter identificado origem de energia escura que compõe o cosmo

Novas evidências propõem que a energia estaria ligada ao movimento de expansão dos buracos negros

Por Marilia Monitchele
23 fev 2023, 18h00

Os buracos negros são, definitivamente, um dos grandes enigmas do universo. Mas um estudo recente pode ajudar a desvendar alguns de seus segredos. Pesquisadores acreditam que esses pontos escuros podem explicar uma misteriosa forma de energia que compõe a maior parte do universo. A existência da “energia escura” foi registrada por meio da observação de estrelas e galáxias, mas permanecia um mistério. Ninguém tinha sido capaz de explicar o que era ou de onde vinha. 

A nova evidência, descrita em um artigo publicado no periódico científico The Astrophysical Journal Letters, teoriza que a fonte da energia escura que compõe grande parte do universo pode vir dos buracos negros. De acordo com os dados, apenas 5% do que constitui o mundo familiar ao nosso redor é matéria. Outros 27% são matéria escura, ou seja, uma contraparte da matéria comum que não emite, reflete ou absorve luz. A maior parte do cosmos (68%) seria, portanto, essa energia escura que se supõe oriunda dos buracos negros. 

O assunto está longe de ser simples e exigiu o trabalho conjunto de 17 astrônomos de várias nacionalidades que se aprofundaram em dados abrangendo nove bilhões de anos de história cósmica. O esforço hercúleo resultou na descoberta da primeira evidência de “acoplamento cosmológico”, conceito que atribui o crescimento dos buracos negros à expansão do próprio universo. A ideia de que os buracos negros podem conter uma manifestação da energia escura do cosmos não é uma novidade, ela vem sendo debatida desde a década de 1960. 

A grande novidade do estudo é assumir que essa energia, e consequentemente a massa dos buracos negros, aumentaria com o tempo, à medida que o universo se expandisse. Os astrônomos calcularam, então, o quanto dessa energia escura do universo poderia ser atribuída à expansão dos próprios buracos negros, e concluíram que esse processo poderia explicar a quantidade total de energia escura do universo. Esse dado pode solucionar um dos grandes mistérios da cosmologia moderna atribuindo sentido à composição da massa escura que constitui boa parte das galáxias. 

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Como os buracos negros geram energia escura

A origem do universo está ligada ao Big Bang, que aconteceu há cerca de 13,7 bilhões de anos. A energia dessa explosão fez com que o universo se expandisse, levando as galáxias a se afastarem umas das outras. Até pouco tempo atrás, boa parte da comunidade científica acreditava que esse processo de expansão ia se desacelerar gradualmente por conta do efeito da gravidade entre os corpos cósmicos. Essa teoria foi suplantada nos anos 1990, a partir das descobertas possibilitadas pelo telescópio Hubble. Percebeu-se, então, que o universo não estava desacelerando sua expansão, mas justamente o contrário, a expansão acontecia de forma acelerada. 

A partir dessa novidade, passaram a atribuir à energia escura o papel de separar os corpos cósmicos uns dos outros com mais força do que a gravidade era capaz de os juntar. Mas, até então, definir o que seria essa energia escura continuou sendo um problema. A solução veio de outro mistério cósmico: os buracos negros. 

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No centro dos buracos negros existe um lugar chamado singularidade, onde a matéria absorvida é esmagada em um ponto de densidade infinita. A grande questão é: as singularidades são uma construção matemática que não deveria existir. Esse efeito, no entanto, torna os buracos negros localizados no centro das galáxias extremamente pesados, podendo pesar de milhões a bilhões de vezes a massa do Sol. Esses buracos negros crescem à medida que acumulam matéria, engolindo estrelas ou fundindo-se com outros buracos negros. Com a expansão do universo, a expectativa é que eles se tornem cada vez maiores.

Neste último estudo, os astrônomos analisaram esses buracos negros supermassivos localizados nos centros das galáxias e concluíram que eles, de fato, ganham massa com a passagem do tempo. O grupo comparou observações de galáxias elípticas que não têm formação estelar e concluíram que essas galáxias mortas esgotaram todo seu combustível. O aumento de massa de seus buracos negros não poderiam ser atribuídos, portanto, aos processos normais pelos quais eles continuariam crescendo.

Para solucionar a questão, os cientistas propuseram que esses buracos negros podem realmente ter uma energia de vácuo e que sua expansão está ligada à expansão do universo, de modo que seu peso aumento conforme o universo se expande. Esse modelo possibilita imaginar as origens da energia escura do universo e contorna os problemas matemáticos que limitam as teorias sobre os buracos negros, evitando a necessidade da singularidade para explicar o acúmulo de massa. 

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Esse processo não apenas possibilita explicar as origens da energia escura, mas também nos permite repensar o que sabemos sobre os buracos negros e sua função no universo. Apesar do otimismo, trata-se ainda de uma hipótese, que precisa ser melhor teorizada e confirmada a partir da observação dos corpos celestes. No entanto, é o primeiro sinal de solução para os mistérios da origem da energia escura.

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