A física contemporânea comprova que o conhecimento humano do Universo se limita a pouco menos de 5% de toda sua constituição, porção que representa a matéria comum (formada pelas partículas já determinadas). Laerte Sodré Jr, pesquisador do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP (IAG), estuda a outra porção desconhecida e está envolvido com dois projetos de novos telescópios a serem construídos nos próximos anos (J-PAS e PFS/SuMIRe) como coordenador das partes brasileiras. Os projetos permitirão varreduras muito mais vastas e precisas para estudar e talvez comprovar essas hipóteses sobre a composição.

Teorias sobre a porção desconhecida do Universo

Acredita-se que a porção desconhecida é constituída de energia escura (Dark Energy), e matéria escura (Dark Matter). A energia escura seria a porção (cerca de 68%) responsável pela expansão do Universo. É a teoria mais aceita desde os anos 90 para justificar o porquê do Universo continuar se expandindo mesmo com todas as interações gravitacionais entre os corpos. Sem essa energia hipotética deveria haver uma desaceleração e os corpos se aglomerariam em centros de massa.

Já matéria escura (constitui cerca 27%) é um tipo de matéria hipotética que contabilizaria a massa total do Universo. Ela não pode ser vista diretamente por telescópios, não emite ou absorve luz e radiações eletromagnéticas em níveis significantes como estrelas e planetas. Sua existência é conhecida por causar desvios em emissões conhecidas (grandes quantidades de matéria “entortam” a luz que passa próximo a elas). Ver esse desvio e não ver a matéria que o causou é um forte indício.

Existem novos meios de observação sendo desenvolvidos que permitem a visualização de algumas porções de matéria escura, mas não é uma observação direta, ficam presas às interações do universo. Ao detalhar supernovas (morte e explosão de matéria de estrelas gigantes), por exemplo, é possível encontrar bolsões de matéria escura pela interação que causam nas ondas emitidas.

Novas tecnologias para o mapeamento em grande escala

O movimento caótico dos astros impede uma observação ampla do Universo. Os corpos não só se afastam ou aproximam, eles orbitam em várias direções, isso causa um desvio na luz antes que ela atinja a Terra. Assim, é muito difícil estimar os dados reais quando se observa de forma mais abrangente, vários corpos ao mesmo tempo. Para dados mais precisos é necessário estudar corpo por corpo. Essas novas tecnologias permitirão um mapeamento mais amplo e com menos desvios podendo coletar dados de forma bem mais rápida analisando vários corpos em uma única leitura.

Sodré está diretamente envolvido com o J-PAS (Vistoria Física da Aceleração Universo em Javalambre), uma colaboração entre Brasil e Espanha, que consiste na construção de dois telescópios em Teruel, território espanhol próximo a Javalambre (região mais escura da Europa). São telescópios ópticos com câmeras de enorme resolução (1.2 Gigapixels), com leituras em 56 filtros (cores) diferentes. Essa nova tecnologia permite uma resolução 10 vezes mais precisa (com erro de 1.000 km/s) que os telescópios fotométricos comuns (erro de 10.000 km/s).

E também com o espectrógrafo – telescópio que coleta dados de emissões de energias radiantes em espectrogramas – japonês PFS/SuMIRe (Espectrógrafo de Foco Primário para levantamento e medidas de imagens e redshifts da Subaru) que tem o Brasil como fornecedor das fibras óticas usadas. Esse espectrógrafo fará medições de cerca de 2.400 objetos com uma única leitura de 1,3 graus de diâmetro (abertura do campo de leitura).

J-PAS está em construção e com previsão de término para 2014, mas já possui um pequeno telescópio desde dezembro de 2012 que começará a produzir dados este mês. Enquanto o PFS/SuMIRe tem previsão para início das obras em 2017 e 2023 para o término e irá custar cerca US$ 70 milhões.