Evidências da inflação cósmica desafiadas por novos estudos

Mapa da poeira galáctica, produzido pela sonda espacial planck (esa), em que se baseou a verificação dos resultados do experimento bicep2. Crédito: planck collaboration — mapa da poeira galáctica, produzido pela sonda espacial planck (esa), em que se baseou a verificação dos resultados do experimento bicep2. Crédito: planck collaboration

Novas análises impõem restrições à credibilidade do estudo que anunciou a descoberta de evidências das ondas gravitacionais primordiais. As evidências então defendidas pela equipe do experimento BICEP2, liderada pelo astrônomo John Kovac, contribuíram para a compreensão da inflação cósmica, rápida expansão do universo ocorrida logo após o Big Bang.

As conclusões de dois estudos mais recentes apontam que a equipe do BICEP2 não levou em conta os efeitos da poeira galáctica sobre a polarização da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (cosmic microwave background — CMB); dessa forma, os resultados obtidos por esta equipe — aclamados por muitos cientistas como a confirmação da teoria da inflação cósmica — subestimaram a polarização provocada pela poeira da Via Láctea.

As ondas gravitacionais primordiais, flutuações na estrutura do espaço-tempo, teriam sido provocadas pela expansão extremamente veloz (que excedeu, inclusive, a velocidade da luz) do universo uma fração de segundo depois do Big Bang. Portanto, caso a polarização da luz de fundo não esteja relacionada às ondas gravitacionais, mas às lentes gravitacionais — distorção do caminho percorrido pela luz provocada por objetos maciços —, por exemplo, não teremos qualquer evidência contra ou a favor das ondas gravitacionais.

“A situação mudou”

Pôr-do-sol na antártida com o aparelho bicep2 em primeiro plano. Ao fundo, o telescópio do polo sul. Crédito: steffen richter (harvard university) — pôr-do-sol na antártida com o aparelho bicep2 em primeiro plano. Ao fundo, o telescópio do polo sul. Crédito: steffen richter (harvard university)

Há algumas semanas, o físico teórico Raphael Flauger, da Universidade de Nova York e do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, realizou uma apresentação na qual examinou o mapa de poeira galáctica utilizado no BICEP2, concluindo que o mapa, composto a partir de dados da sonda espacial Planck, revela um efeito da poeira sobre a polarização da radiação de fundo maior do que o inicialmente considerado. Segundo Flauger, quando a poeira é considerada integralmente, a impressão na radiação atribuída às ondas gravitacionais se perde ou fica muito reduzida.

David Spergel, também de Princeton, afirma que “não há qualquer evidência da detecção de ondas gravitacionais” conforme se utilizam os dados da fração de polarização causada pela poeira cósmica apurados por ele e Flauger. No entanto, um novo mapa da poeira a ser concluído pelo Planck (sob responsabilidade da Agência Espacial Europeia) em outubro deverá fornecer estimativas mais corretas que poderão confirmar ou refutar o exame do experimento BICEP2.

Em outra abordagem, os cosmólogos Uroš Seljak e Michael Mortonson dizem que o BICEP2 não excluiu dados de pequenas escalas, ou frações, do espaço, o que representa um problema para as observações: nestas escalas, as lentes gravitacionais imitam o padrão de polarização criado pelas ondas gravitacionais em escalas espaciais mais amplas.

Quando da divulgação dos resultados do BICEP2, o físico Alan Guth, quem primeiro propôs a ideia da inflação cósmica, em 1980, chegou a afirmar que a equipe de Kovac fez “um trabalho de análise incrivelmente bom”. Meses depois, o mesmo Guth pondera: “[e]u havia pensado que o resultado [do BICEP2] era muito seguro”. “Agora a situação mudou”, completa.

Entretanto, James Brock, co-líder do BICEP2 e físico do Instituto de Tecnologia da Califórnia, acredita que a evidência das ondas gravitacionais promovida pelos artigos publicados por seu grupo continua de pé, e que seus resultados “estão basicamente inalterados”.