Saul Perlmutter (esquerda), Brian Schmidt (centro), e Adam Riess compartilham o Prêmio Nobel de Física de 2011. Créditos: LBNL, ANU, JHU
Treze anos atrás, em 1998, duas equipes de astrônomos e físicos de forma independente fizeram a mesma descoberta preocupante: Não é apenas o universo que se expande como um balão inflável, mas a sua expansão está se acelerando. Na época, muitos cientistas esperavam que a força gravitacional das galáxias devesse desacelerar a expansão. Hoje, os pesquisadores de ambas as equipes dividiram o Prêmio Nobel de Física por essa observação dramática, que mudou o panorama conceitual em cosmologia, astronomia e física de partículas.
Metade do prêmio 1,45 milhões dólares irá para Saul Perlmutter, do Lawrence Berkeley National Laboratory e da Universidade da Califórnia, Berkeley, que liderou o Supernova Cosmology Project. A outra metade será partilhada por Brian Schmidt da Australian National University, em Weston Creek, que liderou a alta-z Supernova Search Team, e Adam Riess, da Johns Hopkins University e do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland, que trabalhou em Alta-z. “Estou realmente feliz por eles”, diz Yannick Mellier do Instituto de Astrofísica de Paris. “É uma descoberta que tem enorme impacto em toda a física.”
Ambas as equipes rastrearam a expansão do universo de volta no tempo usando explosões estelares chamadas supernovas do tipo 1a. Porque todas as supernovas explodem com essencialmente o mesmo brilho, os astrônomos podem usá-los como “velas padrão”: Eles podem dizer o quão longe uma supernova está medindo seu brilho aparente da Terra. Eles também podem dizer a quanto tempo a supernova explodiu, medindo o quanto sua luz foi esticada no espaço por meio do desvio de onda para o vermelho pela expansão do espaço. Usando supernovas diferentes, ambas as equipes descobriram que a expansão do universo estava se acelerando. “Nós pensávamos que havia algum erro”, diz Schmidt. “Mas o erro se recusou a ir embora.”
Outra evidência logo reforçou o caso da expansão acelerada estar relacionada com algum tipo de “energia escura” para ligá-la. Alguns anos mais tarde, as medições do brilho do Big Bang – fundo de microondas – chamada cósmica de fundo, indicou que 70% das coisas no universo tinham que ser energia escura. Estudos de aglomerados de galáxias mostraram que o crescimento tinha diminuído com a idade acima de 14 bilhões de anos do universo, como se o esticamento do espaço estivesse sendo impedido por essa energia escura.
Os cosmólogos, astrofísicos, físicos de partículas ainda devem explicar o que é a “energia escura”. Muito esforço se concentra em como a densidade da energia escura muda quando o espaço se expande. Se a energia escura é uma parte “inerente do espaço”, a densidade deve permanecer constante. Se a energia escura é algo “no espaço”, então ela deve tornar-se mais diluída. A questão se resume ao uso de mais observações astronômicas para determinar se um único parâmetro na “equação de estado” cosmológica é exatamente -1, indicando que a energia escura é parte do espaço, ou algo parecido a -0,93, indicando que a energia escura é algo no espaço. Atualmente, o valor deste parâmetro é consistente com -1 com uma incerteza de cerca de 10%.
Os cientistas já sabem o que é a energia escura? “Isso não é uma coisa certa”, diz Simon White, do Instituto Max Planck de Astrofísica, em Garching Alemanha. “O problema é que você não pode provar por meio de observações que um parâmetro é exatamente igual a -1.”
Cada equipe é composta por cerca de 20 cientistas. “Este é outro exemplo de que é uma pena o Nobel não poder reconhecer as equipes”, diz Martin Rees, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.
Com reportagem de Daniel Clery.
