Terra está dentro de um vazio cósmico? Isso elucidaria expansão do Universo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/07/2025

Se estivermos localizados em uma região com densidade abaixo da média, como o ponto verde, a matéria fluirá para longe de nós devido à gravidade mais forte das regiões mais densas ao redor, como mostrado pelas setas vermelhas.
[Imagem: Moritz Haslbauer/Zarija Lukic]

Vazio cósmico local

Astrofísicos idealizaram uma saída criativa - e interessante - para a "tensão de Hubble", uma crise que emergiu na cosmologia quando as medições do Universo distante e primitivo mostraram uma taxa de expansão mais lenta do que as medições do Universo mais próximo e mais recente.

Para Indranil Banik e colegas da Universidade de Portsmouth, no Reino Unido, tudo pode ser solucionado se considerarmos que a Terra, o Sistema Solar e toda a nossa galáxia, a Via Láctea, estão dentro de um misterioso e hipotético "buraco" gigante, um vazio relativo do cosmo, onde há menos matéria do que a média.

Se for assim, isto significaria que o cosmos se expande mais rápido nas nossas imediações do que noutras regiões do Universo.

Segundo a equipe, é possível encontrar suporte para essa hipótese estudando ondas sonoras do universo primitivo, "essencialmente o som do Big Bang," dizem eles.

"Uma solução potencial para essa inconsistência [a tensão de Hubble] é que nossa galáxia esteja próxima do centro de um grande vazio local," explicou Banik. "Isso faria com que a matéria fosse puxada pela gravidade em direção à parte externa de maior densidade do vazio, levando-o a se tornar mais vazio com o tempo. À medida que o vazio se esvazia, a velocidade dos objetos que se afastam de nós seria maior do que se o vazio não existisse. Isso, portanto, dá a impressão de uma taxa de expansão local mais rápida."

As oscilações acústicas bariônicas, o "som do Big Bang", dão suporte à ideia de um vazio local.
[Imagem: Gabriela Secara/Perimeter Institute]

Eco do Big Bang

Para que essa ideia se sustente, a Terra e nosso Sistema Solar precisariam estar próximos do centro de um vazio com cerca de um bilhão de anos-luz de raio, e com uma densidade cerca de 20% abaixo da média do Universo como um todo.

É claro que a existência de um vazio tão grande e profundo é controversa, tanto porque nunca houve nenhum indício observacional dele, quanto pelo fato de que ele não se encaixa muito bem com o modelo padrão da cosmologia, que sugere que a matéria hoje deveria estar mais uniformemente distribuída em escalas tão grandes.

Apesar disso, Banik e seus colegas encontraram alguma base para seu buraco cósmico analisando as oscilações acústicas bariônicas (OACs, ou BAOs: Baryon Acoustic Oscillations), consideradas o "som do Big Bang".

"Essas ondas sonoras viajaram por apenas um curto período antes de congelarem no lugar quando o Universo esfriou o suficiente para a formação de átomos neutros," explicou Banik. "Elas funcionam como uma régua padrão, cujo tamanho angular podemos usar para mapear a história da expansão cósmica. Um vazio local distorce ligeiramente a relação entre a escala angular da BAO e o desvio para o vermelho, porque as velocidades induzidas por um vazio local e seu efeito gravitacional aumentam ligeiramente o desvio para o vermelho devido à expansão cósmica.

"Considerando todas as medições da BAO disponíveis nos últimos 20 anos, mostramos que um modelo de vazio é cerca de cem milhões de vezes mais provável do que um modelo sem vazio, com parâmetros projetados para se ajustar às observações da radiação cósmica de fundo feitas pelo satélite Planck, a chamada cosmologia homogênea de Planck," acrescentou.

Principais técnicas para mapear a história da expansão cósmica, como supernovas ("velas cósmicas") e cronômetros cósmicos.
[Imagem: RAS]

Trabalho a fazer

O próximo passo será comparar o modelo de vazio cósmico local com outros métodos para estimar a história da expansão do Universo, como os chamados cronômetros cósmicos.

Isso envolverá observar galáxias que não estão mais formando estrelas. Observando seus espectros de luz é possível descobrir que tipos de estrelas elas possuem e em que proporção. Como estrelas mais massivas têm vidas mais curtas, elas estão ausentes em galáxias mais velhas, fornecendo uma maneira de estabelecer a idade de uma galáxia.

Os astrônomos poderão então combinar essa idade com o desvio para o vermelho da galáxia - o quanto o comprimento de onda de sua luz foi esticado -, o que nos diz o quanto o Universo se expandiu enquanto a luz da galáxia viajava em nossa direção. E isso nos dá informações sobre a história da expansão do Universo.

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