Na semana passada, o Instrumento de espectroscopia de energia escura (DESI) concluiu seu primeiro levantamento oficial. Nos últimos cinco anos, a experiência registou mais de 47 milhões de galáxias e 20 milhões de estrelas ao longo de 11 mil milhões de anos de história cósmica.
A ideia de um grande e importante observatório encerrando uma “execução final” sugere que, como a frase indica, o experimento é feito. Mas para os cientistas, isso não poderia estar mais longe da verdade. A conclusão de uma grande pesquisa é, em muitos aspectos, o início de uma ciência estimulante, à medida que centenas de cientistas famintos dissecam detalhadamente os novos dados. Esse processo pode levar de alguns meses a vários anos – especialmente para dados coletados por um instrumento tão capaz como o DESI.
“Assim que você faz um levantamento de galáxias como esse, é uma verdadeira mina de ouro de informações”, co-porta-voz do DESI Will Percival disse ao Gizmodo durante uma videochamada. “Há muita física codificada na distribuição das galáxias e toda uma riqueza de ciência e análise ainda está por vir.”
É preciso muito para explicar o cosmos
Se você segue a cosmologia, deve se lembrar de um grande anúncio do DESI em 2025 que atingiu uma constante cosmológica estática. A investigação sugeriu que a energia escura estava evoluindo, não era constante. De acordo com Percival, astrofísico da Universidade de Waterloo, no Canadá, esta descoberta veio do estudo das observações do DESI dos seus primeiros três anos de operações – um conjunto de dados gigante que os cientistas estão a analisar. ainda investigando.
Assim, se a análise do ano passado foi uma pequena antevisão do que os dados do DESI poderiam revelar, a primeira execução completa do observatório – o conjunto de dados “completo” – certamente fará muito mais. Então, novamente, as apostas são altas. Afinal de contas, as questões relevantes aqui dizem respeito à forma como o universo surgiu, como está a crescer – e, talvez o mais importante, como poderá acabar.
“Com dados tão bons quanto os obtidos pelo DESI, realmente precisamos fazer uma análise cuidadosa e robusta”, explicou Percival. Apenas preparar os dados para análise científica já é uma tarefa enorme, disse ele, acrescentando: “Temos que fazer coisas como criar universos simulados e catálogos simulados de galáxias, e então observar como nossas observações impactam a física original que [dictate] esses universos falsos.”
Confirmado, mas não realmente
Este nível de precaução garante que os dados estejam prontos para investigar ideias como a constante cosmológica de Einstein, lambda (Λ). Esta métrica impulsiona uma expansão acelerada do universo recente, à medida que André Liddleastrofísico da Universidade de Lisboa, em Portugal, explicou ao Gizmodo. O modelo cosmológico padrão usa lambda para assumir que tudo o que causa esta aceleração – normalmente representada como energia escura – “mantém uma densidade de energia perfeitamente constante enquanto o universo se expande”, disse Liddle, que não está diretamente envolvido com o DESI.
A maioria das observações até agora confirmou este relato da evolução do universo, e é por isso que sugerir o contrário – como fez a análise de 2025 do DESI – seria uma “grande descoberta que derrubaria o modelo padrão da cosmologia”, observou Kev Abazajianastrofísico da Universidade da Califórnia, Irvine, também não envolvido com o DESI.
“No entanto, a significância estatística do resultado ainda não é tão significativa”, disse Abazajian, “e também precisaria ser detectado por uma pesquisa independente para que fosse considerado verdadeiramente credível”.
“Esse tipo de pergunta realmente depende de quão bem conhecemos os erros nos dados”, explicou Percival. “Portanto, gastamos muito tempo garantindo que eles sejam tão precisos quanto possível.”
Por que fazer a pergunta?
Pode parecer estranho que, se os resultados observacionais forem compatíveis com lambda, os cientistas estejam até a considerar opções diferentes. Isto tem a ver com grandes complicações no lado teórico da cosmologia e da física em geral, de acordo com Marina Cortêsastrofísico da Universidade de Portugal.
“É tão difícil inserir lambda no corpo centenário da física teórica que ninguém sabe como ou onde começar a mudar esse edifício […] devido a discrepâncias insolúveis com a física de partículas”, disse Cortês, que esteve envolvido nos estágios iniciais do DESI, ao Gizmodo. “Independentemente do aumento da engenhosidade, complexidade e esforço colaborativo das pesquisas, o universo permaneceu firme [that lambda is correct]. É um cabo de guerra entre o universo e a física estabelecida.”
Quanto ao modelo cosmológico como um todo, houve algumas discrepâncias em relação à diversidade das densidades das galáxias, bem como à infame “tensão Hubble” em torno da taxa de expansão do universo, acrescentou Abazajian.
“É aqui que o estudo DESI desempenha um papel vital ao sugerir uma possível evolução da energia escura”, disse Cortês. “Se verificado, isto fornece novas propriedades quantitativas da energia escura para diagnosticar a sua verdadeira natureza. Mesmo que o DESI finalmente verifique [lambda] mais uma vez, terá feito isso com uma precisão substancialmente maior… não deixando espaço de manobra para os teóricos preguiçosos adiarem o avanço com [devising new models].”
E agora?
Tanto Abazajian como Cortês antecipam que obteremos algumas respostas com o DESI e também Euclidesoutro telescópio espacial lançado para explorar todas as coisas escuras no universo. Este último deverá publicar sua primeira divulgação de dados em outubro deste ano.
“Se a evolução da energia escura for vista em ambos e com as mesmas características, isto está a caminho de se tornar uma grande descoberta”, disse Abazajian.
Cortês, que visitou recentemente membros do DESI, disse ao Gizmodo que a equipe está considerando uma pesquisa colaborativa de supernovas com o Observatório Rubin, outra instituição importante com capacidades monstruosas. Outras equipes são já planejando projetos sucessores para DESI e Rubin também, disse ela.
Enquanto isso, a equipe do DESI teria seis lotes de cinco a dez artigos científicos sobre diferentes tópicos, todos planejados para serem lançados ainda este ano, disse Percival ao Gizmodo. Mais uma vez, isto provém do conjunto de dados até ao terceiro ano de operações do DESI. Vale ressaltar que o instrumento em si não foi desligado fisicamente e realizará pesquisas complementares até por volta de 2028.
A partir de agora, a equipe está trabalhando no processamento do despejo de dados de cinco anos para análise científica, o que Percival prevê que levará cerca de dois a quatro meses.
“E esperamos que, a essa altura, a equipe tenha terminado com o [data up to the third year] e estaremos prontos para seguir em frente”, refletiu Percival. “É um momento realmente emocionante para trabalhar em cosmologia, porque estamos trabalhando com coisas que não entendemos. Sou tendencioso, mas acho que obter mais informações é realmente fundamental. É uma ciência realmente emocionante o que está acontecendo agora.”
