Mistério da energia escura ganha reviravolta 

Mistério da energia escura ganha reviravolta 

Durante décadas, o modelo cosmológico padrão tratou a energia escura como uma constante responsável por acelerar a expansão do Universo. Resultados do Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) divulgados em 2025, no entanto, abriram uma possibilidade intrigante: talvez esse componente misterioso não seja constante e esteja mudando ao longo do tempo.

A segunda liberação de dados do DESI (DR2), baseada nos três primeiros anos de observações, mostrou compatibilidade com o modelo padrão da cosmologia (ΛCDM), que considera a energia escura constante. Ao mesmo tempo, os resultados indicaram uma preferência pela possibilidade de que ela evolua ao longo da história do Universo.

DESI
Instrumento Espectroscópico de Energia Escura tem cinco mil fibras ópticas, e cada uma atua como um mini-telescópio – Crédito: DESI

No estudo publicado em 19 de março do ano passado, a colaboração DESI combinou os dados da DR2 com observações da radiação cósmica de fundo e três conjuntos de supernovas do tipo Ia. Dependendo da amostra utilizada, a análise encontrou uma preferência de 2,8 a 4,2 sigma por um modelo em que a energia escura pode evoluir. 

Esse resultado não significa que o DESI tenha descoberto uma nova forma de energia. A significância estatística ainda está abaixo do patamar de 5 sigma normalmente associado a uma descoberta na física. Além disso, a própria análise depende da combinação de diferentes conjuntos de dados e da maneira como o comportamento da energia escura é descrito matematicamente.

É justamente nesse ponto que trabalhos publicados posteriormente começaram a reexaminar a interpretação dos dados.

Sinal concentrado em apenas uma faixa

Um dos questionamentos mais recentes veio em 31 de julho, com um estudo conduzido por Jinyoung Kim, da Universidade Stanford e da empresa de investimentos Two Sigma, nos Estados Unidos; David F. Mota e Andrius Tamosiunas, ambos da Universidade de Oslo, na Noruega. 

A equipe aplicou uma abordagem estatística desenvolvida para situações em que os mesmos dados são analisados repetidamente conforme novos conjuntos são disponibilizados.

Expansão do Universo tem sido explicada com a energia escura
A expansão do Universo tem sido explicada pela energia escura – Crédito: Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA

Para Bruno Quint, doutor em astronomia pela Universidade de São Paulo (USP) e cientista de operações no Observatório Vera C. Rubin, esse tipo de reavaliação mostra como ainda existem dúvidas fundamentais sobre a própria natureza da energia escura. “A resposta honesta começa por uma confissão: não sabemos o que ela é. Energia escura foi o nome que demos a algo que está fazendo a expansão do Universo acelerar, sem que tenhamos identificado sua natureza”, disse o astrônomo em entrevista ao Olhar Digital.

Essa incerteza ajuda a explicar por que diferentes análises podem chegar a resultados distintos ao tentar determinar se a energia escura é realmente constante. No novo estudo, os pesquisadores observaram que a evidência está concentrada quase inteiramente na faixa LRG2, que corresponde a uma determinada distância e época na história do Universo, identificada pelo chamado desvio para o vermelho (redshift).

Quando essa faixa é retirada da análise, o resultado passa a favorecer levemente o modelo ΛCDM. Além disso, ao considerar a possibilidade de que o excesso pudesse ter surgido em qualquer uma das sete faixas analisadas, o sinal deixa de sobreviver à correção estatística.

Com base nesses resultados, os autores classificam o sinal como frágil, concentrado em uma única faixa e dependente da forma como o teste é especificado, em vez de considerá-lo uma evidência robusta de energia escura dinâmica.

Outra análise encontra preferência menor

Poucos dias antes, em 26 de julho, outro grupo chegou a uma conclusão semelhante por um caminho diferente. O estudo usou uma técnica estatística conhecida como processo gaussiano, que permite reconstruir a história da expansão do Universo a partir dos dados, sem precisar assumir antecipadamente uma fórmula específica para o comportamento da energia escura.

A combinação dos dados do DESI DR2 com informações da radiação cósmica de fundo, supernovas e “cronômetros cósmicos” ainda apresentou alguma preferência por uma energia escura que evolui. No entanto, essa preferência diminuiu quando os pesquisadores testaram diferentes modelos e combinações de dados. Em algumas análises, a diferença em relação ao modelo padrão ficou próxima de 1 sigma, um nível considerado fraco para sustentar uma evidência científica.

energia escura variável
Representação esquemática dos resultados do DESI: a convergência das medições (área verde) desvia-se do modelo cosmológico tradicional (estrela $\Lambda$), abrindo espaço para a hipótese de uma energia escura variável. – Crédito: Claire Lamman / Cristhian Garcia-Quintero / DESI Collaboration / Traduzido e adaptado por IA (Gemini)

Calibração de supernovas pode mudar o sinal da energia escura

Outra reavaliação chegou a uma conclusão ainda mais provocativa. No trabalho, Dily Duan Yi Ong, David Yallup e Will Handley, todos da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, analisaram os resultados usando uma abordagem bayesiana que penaliza modelos mais complexos.

Com os dados do DESI e do satélite Planck, a indicação de que a energia escura poderia estar mudando perdeu força. Quando os pesquisadores usaram uma versão revisada dos dados de supernovas, essa evidência desapareceu. Segundo os autores, parte do sinal anterior pode ter sido causada pela forma como esses dados foram calibrados. 

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A hipótese de uma energia escura dinâmica ainda permanece

Nem todos os estudos recentes, porém, enfraquecem a hipótese. Uma análise divulgada em 1º de julho apontou que a preferência por energia escura dinâmica permanece quando diferentes extensões do modelo cosmológico são consideradas.

Nas estimativas mais otimistas do DESI, a preferência por um modelo dinâmico chegou a uma confiança de 99,995% – cerca de uma chance em vinte mil de ser mero acaso. No entanto, conforme explica Quint, a astronomia exige rigor ainda maior. “Fica abaixo da quase-certeza que os astrônomos costumam exigir para declarar uma descoberta”.

Bruno Quint, cientista de operações e vice-chefe de suporte científico no Observatório Vera C. Rubin. – Crédito: Arquivo Pessoal

Outro trabalho, disponibilizado para revisão no repositório de pré-impressão arXiv em 7 de agosto, apresentou uma possível explicação adicional para parte da controvérsia. Nils Schöneberg, da Universidade Ludwig Maximilian de Munique e do Instituto Max Planck de Física; Rodrigo Calderón, da Universidade Ludwig Maximilian de Munique; e Julien Lesgourgues, da Universidade de Tecnologia de Munique e do Instituto Max Planck de Física, todos na Alemanha, argumentam que soluções para a chamada tensão de Hubble envolvendo a física do Universo primordial podem reduzir significativamente a evidência atribuída à energia escura dinâmica. 

O cenário, portanto, está longe de uma conclusão definitiva. Os dados do DESI continuam mostrando uma anomalia interessante em relação à descrição mais simples do Universo, mas estudos independentes indicam que a força dessa evidência depende de como os dados são combinados, calibrados e analisados.

Por enquanto, a questão mais importante não é saber se a energia escura “acabou” ou “está enfraquecendo”. É descobrir se o sinal observado representa uma característica real da expansão cósmica ou uma combinação de efeitos estatísticos, sistemáticos e escolhas de modelo.

Novos dados serão fundamentais para esclarecer essa questão. Observatórios como o Euclid, o Nancy Grace Roman e o Vera C. Rubin poderão fornecer novas observações da expansão do Universo e ajudar a verificar se os diferentes conjuntos de dados apontam para a mesma conclusão. “Testar essa possibilidade – confrontar os diferentes efeitos e ver se eles concordam entre si – é justamente uma das coisas que o Observatório Rubin foi feito para fazer”, conclui Quint.

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