A matéria escura não existe e o universo tem 27 mil milhões de anos, segundo um estudo.

À primeira vista, o universo parece simples: estrelas, gás, poeira e a gravidade a manter tudo ligado. Mas, quando se observa com mais atenção, percebe-se que a realidade está muito longe de ser assim tão linear.

Durante décadas, a visão dominante tem defendido que a maior parte do que existe não é diretamente visível. O cosmos seria composto por matéria comum e por dois ingredientes invisíveis, geralmente designados por matéria escura e energia escura.

Esse enquadramento orientou manuais, missões espaciais e a forma como interpretamos o céu. Ao mesmo tempo, deixou em aberto questões difíceis - sobretudo porque a matéria escura e a energia escura nunca chegaram a ser realmente “vistas”.

Depois de décadas a procurar esta esquiva “matéria escura”, em que momento é que a comunidade científica admite que ela pode, afinal, nem sequer existir?

Colocar em causa a existência da matéria escura

Uma nova linha de pensamento leva estas dúvidas a sério e sugere que talvez não seja necessário recorrer a esses componentes “escuros” e invisíveis.

Após anos a investigar enigmas antigos da cosmologia, o professor de física Rajendra Gupta propôs um modelo que procura descrever o universo sem matéria escura nem energia escura.

Gupta leciona astrofísica na Universidade de Ottawa e defende que algumas suposições familiares podem estar a travar o progresso.

“Os resultados do estudo confirmam que o nosso trabalho anterior (“Observações do universo primitivo pelo JWST e cosmologia ΛCDM”) sobre a idade do universo ser de 26,7 mil milhões de anos permitiu-nos descobrir que o universo não precisa de matéria escura para existir”, explica Gupta.

“Luz cansada” e a teoria CCC (modelo CCC+TL de Gupta)

A proposta de Gupta combina duas ideias: constantes de acoplamento co-variáveis (CCC) e “luz cansada” (TL).

A CCC pergunta se as chamadas constantes da natureza - como a intensidade das forças ou a velocidade da luz - poderão variar ao longo do tempo ou do espaço. Se variarem, mesmo que apenas ligeiramente, muitas contas sobre a evolução do universo teriam de ser revistas.

A TL apresenta uma leitura alternativa para o motivo pelo qual a luz de galáxias muito distantes surge com desvio para o vermelho. Em vez de tratar esse desvio apenas como consequência da expansão cósmica a esticar a luz, a TL sugere que os fotões vão perdendo energia ao longo de distâncias imensas, fazendo a cor deslizar para o vermelho.

Em conjunto, o modelo CCC+TL pretende explicar sinais observacionais do cosmos.

A maioria dos cientistas considera a matéria escura real

A hipótese da matéria escura não apareceu do nada. Na década de 1930, o astrónomo Fritz Zwicky reparou que os enxames de galáxias pareciam mover-se de formas incompatíveis com a massa visível.

Mais tarde, observou-se que muitas galáxias rodam mais depressa do que o esperado nas suas regiões exteriores. Algo parece acrescentar gravidade. A lente gravitacional - a forma como a massa curva a luz - também indica uma atração maior do que aquela que a luz das estrelas, por si só, consegue justificar.

Na divisão padrão, pensa-se que a matéria escura representa cerca de 27% do universo. A matéria comum - tudo o que conseguimos detetar diretamente - totaliza menos de 5%.

O restante é rotulado como energia escura, uma espécie de marcador provisório para o que quer que esteja a provocar a expansão acelerada do universo. Este cenário inclui ainda uma idade geralmente aceite de cerca de 13,8 mil milhões de anos.

Questionar a necessidade de matéria escura e energia escura

Gupta sustenta que, se as forças da natureza enfraquecerem com o tempo, não é preciso invocar energia escura para explicar por que motivo a expansão parece acelerar.

Defende também que observações importantes podem ser reproduzidas sem matéria escura, desde que se permita a variação das constantes e se admita que a luz perde uma pequena fração de energia ao viajar longas distâncias até nós, os observadores.

“Contrariamente às teorias cosmológicas padrão, em que a expansão acelerada do universo é atribuída à energia escura, os nossos resultados indicam que essa expansão se deve ao enfraquecimento das forças da natureza, e não à energia escura”, acrescenta Gupta.

Desvio para o vermelho e observações do cosmos

Uma parte substancial do trabalho centra-se no desvio para o vermelho - a forma como a luz se desloca para comprimentos de onda maiores enquanto viaja.

A análise compara a distribuição de galáxias a baixo desvio para o vermelho com padrões do universo primordial a elevado desvio para o vermelho.

A alegação é que estes sinais ficam consistentes dentro da abordagem CCC+TL sem que seja preciso introduzir matéria escura nas equações.

“Existem vários artigos que questionam a existência de matéria escura, mas o meu é o primeiro, tanto quanto sei, que elimina a sua existência cosmológica mantendo consistência com observações cosmológicas-chave que já tivemos tempo de confirmar”, conclui Gupta com confiança.

O que é que isto implica?

Se o CCC+TL continuar a passar nos testes, muita coisa teria de mudar. O modelo abriria novas vias para explicar o fundo cósmico de micro-ondas, a cronologia de como as galáxias se formaram e cresceram, e a forma como a luz se desvia no caminho até aos nossos telescópios.

Também alteraria a maneira como inferimos distância e tempo a partir do céu, já que o desvio para o vermelho deixaria de ser apenas uma régua de expansão.

Isso colocaria em causa a cronologia ancorada na Grande Explosão. São afirmações de grande peso e exigem verificações cuidadosas.

Como testar a teoria de Gupta

É necessário explicitar previsões concretas. Qualquer modelo tem de enfrentar as observações de frente: perfis de rotação de galáxias, mapas de lente gravitacional, o padrão de manchas quentes e frias no fundo de micro-ondas, e a forma como as galáxias se agrupam ao longo de centenas de milhões de anos-luz.

Se as constantes variarem, mesmo pouco, isso poderá deixar marcas em espectros atómicos de quasares distantes. Se a luz “cansar”, o efeito deve tornar-se mensurável com precisão suficiente e com uma forma limpa de o separar de outras causas.

Equipas já estão a analisar levantamentos profundos do céu, amostras precisas de supernovas e mapas de micro-ondas de alta resolução.

À medida que os instrumentos melhoram, o nível de exigência para qualquer alternativa também sobe. O objetivo é simples: apresentar uma previsão clara e testável e, depois, verificar se o universo concorda.

Matéria escura, CCC+TL e os próximos passos

Mantêm-se duas perguntas centrais. A energia escura e a matéria escura serão apenas artifícios de contabilidade usados enquanto trabalhávamos com constantes fixas e uma única história para o desvio para o vermelho? A verdadeira idade do universo poderá ser muito superior à estimativa padrão?

A única forma de responder é insistir em testes independentes capazes de distinguir um cenário do outro.

Os investigadores estão a afinar métodos para comparar modelos de forma justa, recorrendo aos mesmos fluxos de dados e às mesmas verificações de erro. Isso ajuda a evitar comparações entre coisas incomparáveis.

Se o CCC+TL continuar a encaixar no que o céu mostra, o interesse aumentará. Se falhar numa observação decisiva, isso também ficará evidente.

A cosmologia avança quando as afirmações enfrentam os dados. Este estudo propõe uma alternativa arrojada: um universo em que as constantes podem mudar, a luz pode perder energia ao longo de grandes distâncias e nem a matéria escura nem a energia escura precisam de entrar no balanço.

O trabalho apresenta afirmações claras e testáveis sobre a idade cósmica e sobre a causa da aceleração aparente.

O modelo será validado ou refutado por medições. É assim que a área funciona: sem atalhos nem retórica - apenas observações e modelos que ou encaixam, ou falham.

O estudo completo foi publicado no Jornal Astrofísico.