Após cinco anos mapeando o céu em 3D — uma área que se estende da entrada da Terra até cerca de 11 bilhões de anos-luz de distância — os pesquisadores do projeto Dark Energy Spectroscopic Instrument ( DESI ) estão fazendo uma pausa para um momento de reconhecimento por parte de seus colegas.

Em janeiro, o DESI — que inclui pesquisadores de 70 instituições de todo o mundo, incluindo Yale — receberá o Prêmio Lancelot M. Berkeley de 2026 da Sociedade Astronômica Americana por trabalhos meritórios em astronomia. O prêmio homenageia não apenas os esforços do DESI na criação do maior mapa 3D do universo, mas também seu objetivo de aprender mais sobre a energia escura.

A energia escura é uma energia invisível, teorizada, que, segundo os físicos, pode representar três quartos do conteúdo de massa-energia do universo. A energia escura não emite luz nem qualquer outra radiação observável, e qualquer informação sobre sua natureza provém de métodos indiretos, como o mapeamento da distribuição de galáxias distantes em três dimensões.

É aí que entra o DESI . Usando o Telescópio Mayall de 4 metros no Observatório Kitt Peak, no Arizona, o DESI captura a luz de 5.000 galáxias simultaneamente e mapeou a localização de mais de 30 milhões de galáxias e quasares em um terço do céu.

O Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia dos EUA administra o DESI , que inclui 750 pesquisadores.

“ O DESI tem funcionado maravilhosamente bem até agora”, disse Charles Baltay, professor emérito de Física e Astronomia Eugene Higgins na Faculdade de Artes e Ciências de Yale e um dos pesquisadores fundadores do DESI . “Estamos até um pouco adiantados em relação ao cronograma.”

Outros membros da equipe DESI incluem Nikhil Padmanabhan, professor associado de física e astronomia na FAS de Yale; David Rabinowitz, que recentemente se aposentou como pesquisador sênior em física; e Xinyi Chen, doutora pela turma de 2024, atualmente na Universidade Estadual de Ohio . Baltay e Rabinowitz também são membros do Laboratório Wright de Yale.

Em entrevista, Baltay contextualiza o DESI com a ciência inovadora de épocas anteriores e discute as contribuições de Yale para o experimento. A entrevista foi editada e condensada.

Charles Baltay: A questão científica mais importante que existe é: do que é feito o universo?

O universo tem muito, muito mais matéria do que imaginamos. Tudo o que conhecemos — pessoas, planetas, partículas, todo o conhecimento existente, todos os livros da Biblioteca do Congresso — representa talvez míseros 4% da matéria do universo. Os outros 96% são um mistério para nós, e essa situação permanece incerta até hoje.

O que poderia ser mais emocionante do que descobrir do que o universo é feito?

Baltay: Como parte do processo de mapeamento, o DESI busca os sinais impressos do calor intenso [chamados oscilações acústicas bariônicas] que preencheram o universo durante os primeiros 400.000 anos após o Big Bang. Nossas medições de oscilações podem ser usadas para estudar a distribuição das galáxias e a forma como elas se agrupam, e testá-las em relação ao Lambda CDM , o principal modelo físico do universo.

Baltay: Isso reforçou a ideia de que precisamos de uma nova física para explicar nossas observações.

Há mais de 20 anos, meu amigo Saul Perlmutter [colaborador de longa data de Baltay e ganhador do Prêmio Nobel de 2011] ajudou a demonstrar que a expansão do universo não está desacelerando, como nossa compreensão atual da física nos diz que deveria. Não — a expansão do universo está acelerando.

Isso implica que a energia escura deve ser alguma forma de energia repulsiva, impulsionando o universo para longe um do outro. E, enquanto analisamos os dados do DESI ao longo dos cinco anos , aguardamos para ver se eles sugerem que a energia escura pode não ser constante ao longo do tempo. Há indícios, a partir dos dados do primeiro ano, de que ela pode estar mudando com o passar do tempo, e não seguindo a constante cosmológica de Einstein.

Baltay: É uma grande encruzilhada que direcionará a pesquisa pelas próximas décadas.

De certa forma, é semelhante a 100 anos atrás, quando pensávamos que a física estava estabelecida, até mesmo entediante. E então veio a descoberta dos átomos, e os átomos não se comportaram como a física da época previa, o que levou à descoberta da mecânica quântica e da teoria da relatividade.

Baltay: Nós projetamos, construímos e instalamos a câmera Fiberview da DESI , que é essencial para todo o experimento.

A função desta câmera é alinhar as 5.000 fibras ópticas no plano focal do DESI com as galáxias alvo, com a precisão necessária para obter os espectros desejados. As medições espectrais são usadas para determinar a distância de objetos a milhões de anos-luz de distância, a fim de obter uma distribuição tridimensional de 30 milhões de galáxias.

Foram necessários três a quatro anos para aperfeiçoá-lo, mas sem isso o experimento não funciona.

Baltay: Você trabalha durante anos, na esperança de ajudar a descobrir algo empolgante ou significativo — e este pode ser um experimento histórico.

Há muito tempo, Aristóteles olhou para o céu e disse que o universo era estático. As estrelas não se moviam. E então, muito mais tarde, Einstein percebeu que a relatividade geral era inconsistente com isso. Ele propôs a ideia de uma constante cosmológica, uma gravidade repulsiva.

Mas então, em 1929, Hubbell surgiu com sua descoberta do universo em expansão e a implicação de que essa expansão diminuiria com o tempo. Essa ideia prevaleceu até 1999, quando Perlmutter nos trouxe de volta à ideia da constante cosmológica.

E agora temos o DESI . Se o conjunto completo de dados do DESI confirmar a indicação de que a energia escura está mudando com o tempo, isso mostrará que a energia escura é diferente da constante cosmológica de Einstein. É um momento empolgante.