“Existimos dentro de uma esfera colossal” – o vazio que abriga a Via Láctea

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A nossa galáxia, a Via Láctea existe num vazio – um dos vastos buracos da “estrutura do queijo suíço” – com um raio medindo aproximadamente 2 bilhões de anos-luz de diâmetro – o maior vazio conhecido pela ciência, em forma de esfera, com uma concha de espessura crescente composta de galáxias, estrelas e outras matérias bariônicas.

Como em outros vazios, ele não é completamente vazio, mas contém nossa própria galáxia, a Via Láctea (a algumas centenas de milhões de anos-luz do centro do vazio), o Grupo Local e uma parte maior do Superaglomerado Laniakea.

Em um estudo observacional de 2013 da estrutura de larga escala do universo, os astrônomos da Universidade de Wisconsin-Madison, Amy Barger e Ryan Keenan, mostraram que nossa galáxia, no contexto da estrutura de larga escala do universo, reside em um enorme vazio – uma região do espaço contendo muito menos galáxias, estrelas e planetas do que o esperado.

A estrutura do cosmos é semelhante ao queijo suíço, no sentido de que é composto de ‘matéria normal’ na forma de vazios e filamentos. Os filamentos são constituídos por superaglomerados e aglomerados de galáxias, que por sua vez são compostas por estrelas, gás, poeira e planetas. Acredita-se que a matéria escura e a energia escura, que ainda não podem ser observadas diretamente, abranjam aproximadamente 95% do conteúdo do universo.

Um estudo subsequente não apenas confirma a ideia de que existimos em um dos buracos do cosmos, o KBC Vazio, mas ajuda a aliviar a aparente discordância ou tensão entre diferentes medidas da Constante de Hubble, que os cosmologistas usam para descrever a taxa na qual o universo está se expandindo hoje. O vazio é nomeado após os astrônomos de Wisconsin Keenan, Barger e Cowie.

A tensão surge da constatação de que diferentes técnicas empregadas pelos astrofísicos para medir a rapidez com que o universo está se expandindo fornecem resultados diferentes.

Ben Hoscheit, atualmente na Caltech, explicou:

“Independentemente da técnica usada, você deve obter o mesmo valor para a taxa de expansão do universo hoje. Felizmente, viver no vazio ajuda a resolver essa tensão.

A razão para isso é que um vazio – com muito mais matéria fora do vazio exercendo uma força gravitacional um pouco maior – afetará o valor da Constante de Hubble que se mede de uma técnica que usa supernovas relativamente próximas, enquanto não afeta o valor derivado de uma técnica que usa o fundo cósmico de microondas (de sigla em inglês, CMB), a sobra de luz do Big Bang.

Barger, um cosmologista observacional, disse:

Muitas vezes é realmente difícil encontrar soluções consistentes entre muitas observações diferentes. O que Ben mostrou é que o perfil de densidade é consistente com os observáveis ​​cosmológicos. Sempre queremos encontrar consistência, ou então há um problema em algum lugar que precisa ser resolvido.

A luz brilhante de uma explosão de supernova, onde a distância da galáxia que hospeda a supernova é bem estabelecida, é a “vela” de escolha para os astrônomos que medem a expansão acelerada do universo. Como esses objetos são relativamente próximos da Via Láctea e, não importa onde eles explodam no universo observável, o fazem com a mesma quantidade de energia, fornecendo assim uma maneira de medir a Constante de Hubble.

Alternativamente, o fundo cósmico de microondas é uma maneira de sondar o universo primitivo.

Hoscheit explicou:

Os fótons do CMB codificam uma foto de bebê do universo primitivo. Eles nos mostram que, nessa fase, o universo era surpreendentemente homogêneo. Era uma sopa quente e densa de fótons, elétrons e prótons, mostrando apenas pequenas diferenças de temperatura no céu. Mas, de fato, essas pequenas diferenças de temperatura são exatamente o que nos permite inferir a Constante de Hubble por meio dessa técnica cósmica.

Uma comparação direta pode, portanto, ser feita, diz Hoscheit, entre a determinação ‘cósmica’ da Constante de Hubble e a determinação ‘local’ derivada de observações de luz de supernovas relativamente próximas.

A nova análise mostra que não há obstáculos observacionais atuais para a conclusão de que a Via Láctea reside em um vazio muito grande. A presença do vazio também pode resolver algumas das discrepâncias entre as técnicas usadas para registrar a rapidez com que o universo está se expandindo.

(Fonte)


n3m3

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