Relatividade Geral de Einstein é testada nas maiores distâncias do Universo

A Relatividade Geral, uma das maiores contribuições de Albert Einstein para a física, continua a ser testada e desafiada mais de um século após sua formulação. Esta teoria revolucionária, que redefine a nossa compreensão sobre espaço, tempo e gravidade, foi recentemente testada em um nível inédito — nas distâncias mais extremas do Universo. Para isso, pesquisadores usaram o sofisticado instrumento DESI para mapear quase 6 milhões de galáxias, distribuídas ao longo de 11 bilhões de anos de história cósmica.

O DESI e sua capacidade de mapear o cosmos

O DESI (Instrumento Espectroscópico de Energia Escura) é uma tecnologia de ponta instalada no Telescópio Nicholas U. Mayall, localizado na montanha Kitt Peak, nos EUA. Este aparelho inovador permite o mapeamento da expansão do Universo, o estudo da natureza da energia escura e a criação de um mapa tridimensional em grande escala. Considerado uma “visão além do alcance” dos telescópios convencionais, o DESI consegue mapear até 5 mil galáxias ao mesmo tempo, cobrindo rapidamente vastas áreas do céu. Além disso, ele não se limita a capturar imagens, mas também analisa o espectro de luz das galáxias para identificar os elementos químicos que as compõem.

A colaboração internacional DESI, formada por mais de 900 pesquisadores, está atualmente analisando dados coletados durante os três primeiros anos de observações. Com base nesses dados, as equipes publicaram três artigos recentemente no repositório arXiv, ainda em fase de revisão por pares.

Análise da forma do Universo e as previsões de Einstein

Esses estudos fornecem uma análise detalhada dos dados obtidos durante o primeiro ano de operação do DESI. Um dos principais focos da pesquisa foi a análise da “forma completa” do Universo, ou seja, como a gravidade orienta as galáxias em uma vasta estrutura de filamentos cósmicos. O estudo revelou que a distribuição dessas galáxias segue exatamente o que as previsões da Relatividade Geral de Einstein previam, reforçando a teoria que descreve a gravidade como uma curvatura do espaço-tempo.

Além disso, os pesquisadores refinaram os resultados de um estudo anterior, realizado em abril, sobre as oscilações acústicas bariônicas (BAO), uma forma característica de aglomeração das galáxias. As BAOs são padrões de ondulação na distribuição da matéria no Universo, originados pelas ondas sonoras do plasma de partículas nos primeiros momentos após o Big Bang.

Na análise atual, os pesquisadores expandiram o foco, examinando a distribuição das galáxias e da matéria em diversas escalas do Universo. Segundo Dragan Huterer, da Universidade de Michigan, nos EUA, responsável pelo grupo que interpreta os dados cosmológicos do DESI, os resultados tanto das BAOs quanto da análise de estrutura cósmica “são espetaculares”. Huterer afirmou em comunicado: “Esta é a primeira vez que o DESI observa o crescimento da estrutura cósmica. Estamos mostrando uma tremenda nova habilidade de sondar a gravidade modificada e melhorar as restrições em modelos de energia escura. E isso é apenas a ponta do iceberg”.

O futuro das análises cosmológicas com o DESI

O DESI está agora em seu quarto ano de operação em uma pesquisa projetada para durar cinco anos. A expectativa é de que, ao final, o instrumento tenha mapeado dados de até 40 milhões de galáxias e quasares, ampliando ainda mais nossa compreensão do Universo. Este volume impressionante de dados trará insights valiosos para integrar a Relatividade Geral de Einstein com as teorias da energia escura.

Em março de 2025, as equipes do DESI divulgarão novas observações, incluindo as conclusões dos três primeiros anos de pesquisa. Itamar Allali, da Universidade Brown, nos EUA, compartilhou com a New Scientist sua expectativa de resultados ainda mais impactantes. Entre as descobertas esperadas estão a verificação de possíveis variações na constante de Hubble (que mede a taxa de expansão do Universo), uma análise mais precisa da massa dos quase invisíveis neutrinos e, quem sabe, a identificação de novos “ingredientes” cósmicos, como a radiação escura. Allali acredita que “esta análise vai pesar muito mais do que a gravidade, ela vai impactar toda a cosmologia”.