O Universo acelerado

Poucos físicos imaginariam uma teoria em que o cosmo é dominado pela energia do espaço vazio

Quando alguém me diz que não existem surpresas em ciência, penso sempre na descoberta da aceleração cósmica. Em 1998, dois grupos de astrônomos pesquisavam supernovas em galáxias distantes. Supernovas, é bom lembrar, são explosões extremamente dramáticas que marcam os momentos finais de estrelas com massas muito altas (as de tipo II) ou as que existem em pares, onde uma absorve a massa da outra (as de tipo I).

As supernovas que interessavam aos astrônomos eram as de tipo I. Essas explosões são todas parecidas, como se fossem o mesmo tipo de fogos de artifício: quando se vê uma se vê todas. Isso permite aos astrônomos determinar distâncias até as estrelas e, portanto, até as galáxias que as abrigam. Supernovas são como marcos cósmicos que podem ser usados para determinar distâncias de milhões de anos-luz.

Ao examinar a luz proveniente das supernovas, ambos os grupos determinaram que as galáxias se afastavam de nós com velocidades bem maiores do que o esperado.

Claro, sabia-se já que o Universo em expansão implica no afastamento das galáxias. Mas até então, este afastamento ocorria com uma velocidade proporcional à distância. O que se observou foi um distanciamento acelerado, bem mais rápido do que o esperado. O Universo, parece, está com pressa de crescer.

Qual poderia ser a causa disso?

Einstein, em 1917, havia mostrado que era possível criar uma aceleração cósmica com a inserção de um termo extra em suas equações que descrevem a geometria do Universo.

Ele não explicou de onde vinha esse termo, que ficou conhecido como "constante cosmológica". Seu efeito, literalmente, é criar uma espécie de repulsão no espaço, que cresce exponencialmente rápido.

Com a física moderna, a origem desse termo ficou mais clara. Segundo a física quântica, que descreve o comportamento de átomos e partículas subatômicas, nada é absolutamente estável: tudo vibra, especialmente as menores partículas de matéria. Dado que o movimento está relacionado com a energia, essa vibração intrínseca implica que não existe uma energia zero: mesmo no espaço vazio existe uma vibração, onde partículas de matéria podem surgir do "nada" e retornar a esse nada como bolhas numa sopa em permanente ebulição. Ou seja, na física moderna, o vácuo não é vazio.

Apesar de ainda não conhecermos a causa da expansão acelerada do Universo, temos um nome para ela: energia escura. Sabemos que ela corresponde à 73% da energia total que preenche o cosmo, sendo portanto sua contribuinte mais importante. Muito mais do que a matéria comum, feita de prótons e elétrons, que contribui em apenas 4%.

Seria realmente fascinante se a energia escura fosse de fato consequência da energia do vácuo: neste caso, o nada determinaria o comportamento do Universo.
Retornando ao tema inicial, antes de 1998 poucos físicos iriam supor que o Universo seria dominado pela energia do vazio ou algo semelhante. A descoberta foi submetida a um escrutínio detalhado, como deve sempre ocorrer em ciência. E tudo indica que a energia escura está aqui para ficar. O que prova que o cosmo é muito mais estranho do que poderíamos imaginar.