Um grupo internacional de pesquisadores, liderado pela Universidade de Chiba, no Japão, utilizou um dos supercomputadores mais potentes do mundo, o Fugaku, para testar a hipótese de que a energia escura — a força misteriosa responsável pela expansão acelerada do cosmos — pode variar ao longo do tempo.
As simulações desafiam o Modelo Padrão da Cosmologia (ΛCDM), que assume a energia escura como uma constante.
A Hipótese da Energia Escura Dinâmica
A possibilidade de a energia escura não ser constante ganhou força após dados recentes do Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) sugerirem que essa força pode estar enfraquecendo com a idade do Universo.
Para testar esse cenário, cientistas do Japão, Espanha e EUA rodaram o maior conjunto de simulações já feito do Universo, comparando o modelo tradicional com cenários onde a Energia Escura Dinâmica (DDE) varia ao longo da história cósmica.
O Fugaku— que possui mais de 150 mil processadores e realiza mais de 400 quatrilhões de cálculos por segundo — permitiu simulações em alta resolução, com um volume oito vezes maior que estudos anteriores. A equipe de astrofísicos comparou três cenários, incluindo um ajustado a partir das observações do DESI, com um aumento de 10% na densidade de matéria.
Resultados que Remodelam o Cosmos
Os cálculos mostraram que a DDE, isoladamente, tem um efeito modesto. No entanto, quando combinada com a densidade de matéria sugerida pelo DESI, os resultados foram transformadores:
- Estruturas Cósmias: O Universo simulado apresentava até 70% mais aglomerados de galáxias massivos em seus primeiros bilhões de anos. Isso ocorre porque a maior densidade de matéria intensifica a gravidade, acelerando a formação de estruturas.
- Aglomeração: O modelo com DDE e mais matéria exibiu uma tendência maior de aglomeração de galáxias em pequenas escalas, sugerindo que a distribuição cósmica pode ser mais densa do que o modelo padrão previa.
- Medições Cósmicas: As oscilações acústicas bariônicas (BAOs) — usadas para medir distâncias cósmicas — mostraram um deslocamento de 3,7% em direção a escalas menores, resultado que se alinha de perto com as observações reais do DESI.
O Impacto na Cosmologia
Publicada na revista Physical Review D, a pesquisa fornece uma base teórica robusta para interpretar os próximos levantamentos astronômicos.
Os resultados destacam que a compreensão da energia escura e do futuro do cosmos dependerá cada vez mais da sinergia entre simulações computacionais de alta potência e observações astronômicas precisas. O Japão, inclusive, já está investindo na construção do FugakuNEXT, o sucessor do supercomputador, para aprofundar a exploração dessas questões fundamentais.