Dois dos grandes mistérios do Universo podem ter dimensão própria
De acordo com o modelo padrão da cosmologia, essa taxa de expansão deveria ser a mesma, não importa como você a medisse. Mas nos últimos anos, os cientistas descobriram que a taxa de expansão do universo primitivo e a do universo mais recente variam em aproximadamente 9%.
Essa discrepância, ou tensão, “provocou debates acalorados na comunidade cosmológica sobre se esta diferença poderia ser devida a erros sistemáticos ou se é um sinal de uma nova física”, escreveram Teixeira e seus coautores. O seu modelo postula que num mundo onde a energia escura e a matéria escura interagem, o que parecia ser uma crise causada por taxas de expansão díspares torna-se, em vez disso, algo esperado.
Uma dimensão sombria
Se a energia escura e a matéria escura interagirem, isso pode significar que têm uma origem comum, disse Khoury.
O trabalho em curso na teoria das cordas – a ideia de que o nosso universo, no seu nível mais pequeno e mais fundamental, é composto por cordas vibrantes – sugere uma forma como estes conceitos podem estar ligados. Em 2019, com base na ideia da teoria das cordas de que a energia escura varia naturalmente, Vafa e dois colaboradores concluíram que a massa das partículas de matéria escura também pode variar ao longo do tempo. Isto levou-os a propor em 2022 que a matéria escura e a energia escura poderiam partilhar uma ligação com a chamada dimensão escura.
A teoria das cordas postula a existência de seis ou sete dimensões extras além das nossas familiares três dimensões de espaço e uma de tempo. Todas estas dimensões são consideradas tão pequenas quanto fisicamente possível – próximas da escala de Planck (10-35 metros) – mas os pesquisadores propuseram que a dimensão escura poderia ser significativamente maior que as outras – na ordem de um mícron (10-6 metros).
Os grávitons, partículas teóricas que transmitem a força da gravidade, poderiam vazar para esta dimensão escura ampliada. Se o fizessem, ganhariam massa e se tornariam o que chamamos de grávitons escuros. Estes grávitons massivos residiriam na dimensão escura, mas os seus efeitos gravitacionais poderiam ser sentidos noutras dimensões, permitindo-lhes cumprir o papel que normalmente é atribuído à matéria escura.
Neste cenário, “há um acoplamento muito natural entre a energia escura e a matéria escura”, disse Georges Obied, físico da Universidade de Chicago. Mudanças no tamanho da dimensão escura afetariam tanto a energia escura quanto a matéria escura.
Num artigo de julho de 2025, Obied e Vafa, juntamente com Alek Bedroya de Princeton e David Wu de Harvard, descobriram que o cenário proposto em 2019 era consistente com os dados do DESI. O seu modelo prevê que a força da energia escura e a massa da matéria escura diminuirão ao longo do tempo e que a taxa a que a energia escura muda será proporcional à sua densidade de energia. Como as medições astrofísicas nos dizem que a densidade energética da energia escura é extraordinariamente pequena, “ela não mudará rapidamente”, disse Vafa.
“Não é surpreendente que não tenhamos visto isso até agora”, disse ele, porque a taxa de mudança é muito pequena. “Tivemos que esperar toda a idade do universo para detectar algo tão pequeno.”
