Artigo de Referência: Fatos sobre a constante de Hubble.

A constante de Hubble descreve a velocidade com que o universo está se expandindo, mas os pesquisadores não concordam com o valor da constante. Crédito da imagem: Shutterstock

A constante de Hubble é uma unidade que descreve a velocidade com que o universo está se expandindo em diferentes distâncias a partir de um ponto específico no espaço. É um dos pilares da nossa compreensão da evolução do universo - e os pesquisadores estão atolados em um debate sobre seu verdadeiro valor. 

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Como a constante de Hubble foi descoberta

A constante de Hubble foi calculada pela primeira vez na década de 1920, pelo astrônomo americano Edwin Hubble. Ele descobriu que objetos celestes confusos e parecidos com nuvens eram galáxias distantes localizadas fora de nossa própria galáxia, a Via Láctea, de acordo com a NASA. 

Anteriormente, a astrônoma americana Henrietta Leavitt mostrou que estrelas especiais chamadas variáveis Cefeidas, cuja luminosidade sobe e desce regularmente, tinham uma correlação estreita entre o período de sua variação e seu brilho intrínseco. Ao saber o quão brilhante uma Cefeida realmente é e quão fraca sua luz parecia quando vista da Terra, Hubble foi capaz de derivar a distância da Cefeida. 

O que Hubble descobriu foi notável. Todas as galáxias do universo pareciam estar se afastando de nosso planeta. Além disso, quanto mais longe uma galáxia estava, mais rápido ela estava recuando. Essa observação, que Hubble fez em 1929, se tornou a base para o que é conhecido como lei de Hubble, que afirma que há uma relação entre a distância que um objeto no cosmos está de nós e a velocidade com que ele está recuando, segundo um explicador da Cornell University.

A Terra não está, aliás, em algum lugar privilegiado no centro do universo. Qualquer observador em qualquer lugar do cosmos verá que as entidades celestiais estão se afastando a uma taxa que aumenta com a distância. 

Usando seus dados, Hubble tentou estimar a constante que leva seu nome, chegando a um valor de cerca de 342.000 mph por milhão de anos-luz, ou 501 quilômetros por segundo por megaparsec (Mpc) em unidades de cosmologistas. (Um megaparsec é igual a 3,26 milhões de anos-luz.) Técnicas modernas mais precisas refinaram esta medição inicial e mostraram que era cerca de 10 vezes maior. 

Por que a constante de Hubble continua mudando

Mas exatamente o quanto Hubble estava errado permanece uma questão de discórdia. Na década de 1990, os astrônomos descobriram que as supernovas distantes eram mais escuras e, portanto, mais distantes do que suspeitavam anteriormente. Essa descoberta indicava que o universo não estava apenas se expandindo, mas também acelerando em sua expansão. O resultado exigiu a adição de energia escura, uma força misteriosa separando tudo no cosmos, em modelos cosmológicos do universo.

Após essa surpresa, os pesquisadores tentaram determinar a taxa de aceleração cósmica, para descobrir como o universo começou e evoluiu, e qual será seu destino final. Dados das variáveis Cefeidas e outras fontes astrofísicas calcularam a constante de Hubble como sendo 50.400 mph por milhão de anos-luz (73,4 km/s/ Mpc) em 2016.

Mas um número alternativo foi obtido usando informações do satélite Planck da Agência Espacial Europeia. A espaçonave passou os últimos 10 anos fazendo medições da radiação cósmica de fundo, um eco do Big Bang que contém dados sobre os parâmetros básicos do universo. O satélite Planck descobriu que a constante de Hubble era de 46.200 mph por milhão de anos-luz (67,4 km/s/Mpc) em 2018.

Uma imagem do Telescópio Espacial Hubble mostra RS Puppis, uma das Cefeidas mais brilhantes visíveis em nossa galáxia. Os astrofísicos usam estrelas como essa para calcular a taxa de expansão do universo. Crédito da imagem: Telescópio Espacial Hubble/NASA

Os dois valores podem não parecer muito diferentes. Mas cada um é extraordinariamente preciso e não contém nenhuma sobreposição entre suas barras de erro. Se a estimativa da Cefeida estiver errada, isso significa que todas as medições de distância dos astrônomos estão incorretas desde os dias de Hubble. Se a segunda estimativa estiver errada, uma física nova e exótica terá de ser introduzida nos modelos físicos do universo. Até agora, nenhuma equipe de cientistas que determinou os números estava disposta a admitir qualquer grande erro de medição.

Em julho de 2019, os astrônomos usaram uma nova técnica para chegar a um novo cálculo da constante de Hubble. Os pesquisadores estudaram a luz de estrelas gigantes vermelhas, que atingem o mesmo brilho máximo no final de suas vidas. Isso significa que, como acontece com as Cefeidas, os astrônomos podem observar como as estrelas gigantes vermelhas aparecem da Terra e estimar sua distância. O novo valor ficou bem entre os dois antigos - 47.300 mph por milhão de anos-luz (69,8 km/s/Mpc) - mas os cientistas ainda não declararam vitória. 

"Queríamos fazer um desempate", disse Barry Madore, astrônomo da Universidade de Chicago e membro da equipe que fez a última medição. "Mas não disse que este ou aquele lado está certo. Disse que havia muito mais sujeira do que todos pensavam antes."

O debate continua. Alguns sugeriram que o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO), que analisa as ondulações no tecido do espaço-tempo feitas por estrelas de nêutrons distantes colidindo umas com as outras, pode fornecer outro ponto de dados independente. Outros estão buscando lentes gravitacionais, que ocorrem quando objetos extremamente massivos se curvam e distorcem o espaço-tempo como uma lente de aumento, fornecendo uma visão de entidades ainda mais distantes, para esclarecer a discrepância. Mas, no momento, ninguém tem certeza de onde e quando aparecerá a resposta final sobre a constante de Hubble.

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Recursos adicionais:

• Assista a "Constante Contenciosa de Hubble" da NASA Science. 
• Leia mais sobre a última determinação da constante do Hubble, da NASA. 
• Descubra mais sobre por que a constante de Hubble não é constante, em Deep Astronomy.

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Referência:

MANN, Adam. What Is the Hubble Constant? Live Science, Nova York, 03, dez. 2019. References. Disponível em: <https://www.livescience.com/hubble-constant.html>. Acesso em: 22, abr. 2021.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.