Em 1929, Edwin Hubble publicou a primeira forte evidência de que o universo está se expandindo. Baseando-se em dados de Vesto Slipher e Henrietta LevittO Hubble mostrou uma correlação entre a distância da galáxia e o desvio para o vermelho. Quanto mais distante uma galáxia está, mais sua luz aparece na extremidade vermelha do espectro. Agora sabemos que isso se deve à expansão cósmica. O próprio espaço está se expandindo, fazendo com que galáxias distantes pareçam estar se afastando de nós. A taxa dessa expansão é conhecida como coeficiente de Hubble e, embora tenhamos uma boa ideia de seu valor, ainda há um pouco de tensão entre os diferentes resultados.
Uma dificuldade em resolver essa tensão é que até agora só podemos medir a expansão cósmica como ela aparece agora. Isso também significa que não podemos determinar se a expansão cósmica é resultado da relatividade geral ou uma extensão mais sutil do modelo de Einstein. Mas à medida que novos e poderosos telescópios são construídos, podemos observar a evolução da expansão cósmica graças ao que é conhecido como efeito redshift.
O valor do parâmetro Hubble é de cerca de 70 km/s por megaparsec. Isso significa que, se a galáxia estiver a cerca de 1 megavrsec (cerca de 3 milhões de anos-luz) de distância, ela parece estar se afastando de nós a uma velocidade de 70 km/s. Se a galáxia estivesse a 2 megaparsecs de distância, ela pareceria estar se afastando a 140 km/s. Quanto maior a distância de uma galáxia, maior sua velocidade aparente. Como o universo ainda está em expansão, a cada ano que passa a galáxia está um pouco mais distante, e isso significa que seu desvio para o vermelho deve ficar um pouco maior. Em outras palavras, a expansão cósmica significa que o desvio para o vermelho das galáxias deve se tornar mais vermelho ao longo do tempo.
Essa deriva é muito pequena. Para uma galáxia a 12 bilhões de anos-luz de distância, sua velocidade aparente seria de cerca de 95% da velocidade da luz, enquanto seu desvio seria de apenas 15 cm/s por ano. Isso é muito pequeno para os telescópios atuais observarem. Mas quando o Extremely Large Telescope (ELT) começar a coletar dados em 2027, ele deverá ser capaz de monitorar esse desvio no tempo. Estima-se que após 5-10 anos de observações cuidadosas, o ELT deve ser capaz de ver o desvio vermelho dentro de 5 cm/s. Embora isso se tornasse uma ferramenta poderosa em nossa compreensão do universo, levaria muitos dados e muito tempo. Assim, um novo artigo propõe uma abordagem diferente, usando lentes gravitacionais.
Os autores chamam esse efeito de divergência para o vermelho. Em vez de monitorar o desvio para o vermelho de uma galáxia ao longo de décadas, a equipe sugere procurar galáxias distantes que são gravitacionalmente influenciadas por uma galáxia mais próxima. Muitas das galáxias mais distantes são obscurecidas por uma galáxia mais próxima entre nós e a galáxia distante, mas a maioria das galáxias de lente aparece como um único arco distorcido ao lado da galáxia em primeiro plano.
Mas às vezes as lentes gravitacionais podem criá-lo Várias imagens de uma galáxia distante. Como cada imagem da galáxia distante segue um caminho ligeiramente diferente para chegar até nós, a distância de cada caminho também varia um pouco. Então, em vez de esperar décadas para que a galáxia se afaste de nós, podemos obter instantâneos da galáxia separados por anos ou décadas. Cada imagem terá um desvio para o vermelho ligeiramente diferente e, comparando essas imagens, podemos medir o desvio para o vermelho.
Isso ainda está além da nossa capacidade atual de detecção. Mas enquanto esperamos que telescópios como o ELT fiquem online, podemos procurar galáxias distantes com várias imagens. Dessa forma, quando tivermos a capacidade de detectar o desvio para o vermelho, não teremos que esperar décadas por uma conclusão.
referência: Melia, Fúlvio. “Um teste final do universo R h = ct usando red drift. ” Avisos Mensais da Royal Astronomical Society: Cartas 463.1 (2016): L61-L63.
referência: Wang, Zhengye, Krzysztof Poliko e Geraint F Lewis. “Redshift Anisotropia em Lensing Gravitational Systems: Uma Nova Sonda em Cosmologia.” reimpressão do arXiv arXiv: 2308.07529 (2023).
