Estudo com participação de novo pesquisador do CBPF é destaque na SBF

Muitas das interpretações cosmológicas atuais se baseiam em um modelo específico; mudando-se o modelo, mudam também as interpretações. Mas e se fosse possível fazer ciência sem depender tanto dessas premissas? Um novo método desenvolvido por um grupo internacional de físicos – que inclui o brasileiro Miguel Quartin, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) – propõe uma forma de medir a curvatura espacial do Universo com menor dependência de modelos cosmológicos. O trabalho foi publicado na revista Physical Review Letters (PRL), um dos periódicos de maior prestígio na física.

A relevância do estudo também ganhou destaque na comunidade científica brasileira: a Sociedade Brasileira de Física (SBF) publicou uma matéria exclusiva sobre o trabalho, ressaltando seu potencial de impactar as formas como entendemos a curvatura espacial do Universo. Esse reconhecimento reforça a importância da participação do CBPF em pesquisas de ponta na área de cosmologia.

Miguel Quartin - Crédito: NCS/CBPF

Rachaduras no modelo

A cosmologia vive hoje um momento decisivo. O modelo padrão, vigente há cerca de 25 anos, teve enorme sucesso nas décadas de 1990 e 2000 ao explicar a vasta gama de dados observacionais disponíveis até então. No entanto, a partir de 2015, começaram a surgir rachaduras – observações que não se encaixam no modelo atual. Desde então, essas inconsistências vêm crescendo. “Os dados sugerem, à primeira vista, que a chance do modelo atual estar certo hoje em dia é de uma em um milhão”, comenta Quartin.

Diante disso, a comunidade científica se debruça sobre duas questões: se o modelo está de fato errado, qual seria o substituto mais apropriado? Ou será que há algum erro sistemático nas observações que ainda não foi identificado? O desafio é agravado pelo fato de que, embora as anomalias sejam significativas, ainda não há consenso sobre a origem ou a solução para elas.

Nesse contexto, o método proposto por Quartin e seu grupo se destaca por não depender de um modelo específico. Isso facilita a identificação da origem das discrepâncias: se estão nos dados, em algum processo cósmico recente ou em fases mais primitivas do Universo. A partir disso, é possível restringir as hipóteses e buscar soluções mais direcionadas.

Resultados competitivos

Por não se apoiar em um modelo fixo, o novo método sacrifica um pouco de precisão, apresentando margens de erro maiores. Para contornar essa limitação, é essencial o uso de grandes volumes de dados.

Atualmente, dois experimentos têm papel fundamental nesse esforço: o Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), nos Estados Unidos, que mapeia a estrutura em larga escala do Universo; e o satélite Euclid, da Agência Espacial Europeia (ESA), que investiga a energia e a matéria escuras – componentes que representam cerca de 95% da massa-energia do cosmos.

Combinando os dados desses experimentos com o novo método, é possível obter resultados altamente competitivos no cenário científico internacional.

Cosmologia no CBPF

Historicamente, a atuação do CBPF em cosmologia foi predominantemente teórica, com poucos pesquisadores voltados à cosmologia observacional. Contudo, com os avanços tecnológicos e a explosão de dados provenientes de levantamentos de galáxias, novas formas de pesquisa nessa área passaram a ganhar força.

O concurso realizado em maio de 2024 marcou uma nova fase para a Cosmologia, Astrofísica e Interações Fundamentais (COSMO), com a chegada de novos pesquisadores para todos os setores de sua atuação: Miguel Quartin, que atua com fenomenologia, análise de dados observacionais e ondas gravitacionais em cosmologia; Gabriela Marques e Louis Legrand, que pesquisam a radiação cósmica de fundo e Guilherme Oliveira, com foco em dados de galáxias; Philipe Fabritiis, que trabalha com interações eletrofracas e fortes; Leonardo Chataignier, que atua em gravitação quântica; e Mauricio Hippert, pesquisador das interações fortes em condições extremas.

A integração entre os novos e antigos membros consolidou um grupo forte e competitivo no cenário nacional, colocando o CBPF entre os principais centros de pesquisa em cosmologia, astrofísica e interações fundamentais do país. Essa estrutura fortalece o ambiente de pesquisa e também beneficia diretamente os estudantes da pós-graduação da instituição, que passam a contar com uma gama ampliada de linhas de investigação científica.

Artigo SBF: https://www.sbfisica.org.br/v1/sbf/um-novo-metodo-independente-de-modelo-para-medir-a-curvatura-do-universo/