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Os pesquisadores prevaªem a localização de um novo candidato a  misteriosa energia escura
A energia escura responsável por esse crescimento acelerado vem de um vasto mar de objetos compactos espalhados pelos vazios entre as gala¡xias. Esta conclusão faz parte de um novo estudo publicado no The Astrophysical Journal .
Por Universidade do Havaí em Manoa - 01/09/2020


O universo tem 7% de sua idade atual na parte inferior, 24% no meio e o universo hoje éexibido na parte superior. Crédito: Volker Springel e o Instituto Max-Planck de Astrofísica

Os astrônomos sabem háduas décadas que a expansão do universo estãose acelerando, mas a física dessa expansão permanece um mistanãrio. Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade do Havaa­ em Mānoa fez uma nova previsão - a energia escura responsável por esse crescimento acelerado vem de um vasto mar de objetos compactos espalhados pelos vazios entre as gala¡xias. Esta conclusão faz parte de um novo estudo publicado no The Astrophysical Journal .

Em meados da década de 1960, os fa­sicos sugeriram pela primeira vez que o colapso estelar não deveria formar verdadeiros buracos negros, mas, em vez disso, formar Objetos Genanãricos de Energia Escura (GEODEs). Ao contra¡rio dos buracos negros, os GEODEs não "quebram" as equações de Einstein com singularidades. Em vez disso, uma camada girata³ria envolve um núcleo de energia escura . Vistos de fora, os GEODEs e os buracos negros parecem basicamente os mesmos, mesmo quando os "sons" de suas colisaµes são medidos por observata³rios de ondas gravitacionais.

"a consequaªncia mais estimulante, para mim, éque comunidades de pesquisadores antes desconectadas agora tem um terreno comum. Quando diferentes comunidades trabalham juntas, o todo sempre se torna algo maior do que a soma de as partes."


Como os GEODEs imitam buracos negros, supa´s-se que eles se moviam pelo espaço da mesma forma que os buracos negros. "Isso se torna um problema se vocêquiser explicar a expansão acelerada do universo ", disse o pesquisador Kevin Croker do Departamento de Fa­sica e Astronomia do UH Mānoa, autor principal do estudo. "Embora tenhamos provado no ano passado que os GEODEs, em princa­pio, poderiam fornecer a energia escura necessa¡ria, vocêprecisa de muitos GEODEs antigos e massivos. Se eles se movessem como buracos negros, permanecendo perto da matéria visível, gala¡xias como a nossa Via La¡ctea teriam foi interrompido. ''

Croker colaborou com o estudante de graduação do Departamento de Fa­sica e Astronomia da UH Mānoa, Jack Runburg, e com Duncan Farrah, um membro do corpo docente do Instituto de Astronomia da UH e do departamento de Fa­sica e Astronomia, para investigar como os GEODEs se movem no Espaço. Os pesquisadores descobriram que a camada girata³ria em torno de cada GEODE determina como eles se movem em relação uns aos outros. Se suas camadas externas giram lentamente, os GEODEs se aglomeram mais rapidamente do que os buracos negros. Isso ocorre porque os GEODEs ganham massa com o crescimento do pra³prio universo. Para GEODEs com camadas que giram perto da velocidade da luz, no entanto, o ganho de massa édominado por um efeito diferente e os GEODEs comea§am a se repelir. "A dependaªncia do spin foi realmente inesperada", disse Farrah. "Se confirmado pela observação, seria uma classe inteiramente nova de fena´meno."

A equipe resolveu as equações de Einstein pressupondo que muitas das estrelas mais antigas, que nasceram quando o universo tinha menos de 2% de sua idade atual, formaram GEODEs ao morrer. Amedida que esses antigos GEODEs se alimentavam de outras estrelas e de gás interestelar abundante, eles começam a girar muito rapidamente. Uma vez girando rápido o suficiente, a repulsão maºtua dos GEODEs fez com que muitos deles se 'distanciassem socialmente' em regiaµes que acabariam se tornando os vazios vazios entre as gala¡xias atuais.

Este estudo apoia a posição de que GEODEs podem resolver o problema da energia escura enquanto permanecem em harmonia com diferentes observações em grandes distâncias. Os GEODEs ficam longe das gala¡xias atuais, de modo que não interrompem os delicados pares de estrelas contados na Via La¡ctea. O número de GEODEs antigos necessa¡rios para resolver o problema da energia escura éconsistente com o número de estrelas antigas. GEODEs não interrompem a distribuição medida das gala¡xias no espaço porque se separam da matéria luminosa antes que ela forme as gala¡xias atuais. Finalmente, os GEODEs não afetam diretamente as ondulações suaves no pa³s-brilho do Big Bang, porque eles nascem de estrelas mortas centenas de milhões de anos após a liberação dessa radiação ca³smica de fundo.

Os pesquisadores estavam cautelosamente otimistas sobre seus resultados. “Pensou-se que, sem uma detecção direta de algo diferente de uma assinatura Kerr [Black Hole] do LIGO-Virgo [observata³rios de ondas gravitacionais], vocênunca seria capaz de dizer que GEODEs existiam", disse Farrah. Croker acrescentou, "mas agora que temos uma compreensão mais clara de como as equações de Einstein ligam o grande e o pequeno, conseguimos fazer contato com dados de muitas comunidades e uma imagem coerente estãocomea§ando a se formar."

De acordo com Runburg, cujo principal interesse de pesquisa não estãorelacionado aos GEODEs, "a consequaªncia mais estimulante, para mim, éque comunidades de pesquisadores antes desconectadas agora tem um terreno comum. Quando diferentes comunidades trabalham juntas, o todo sempre se torna algo maior do que a soma de as partes."

 

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