Física: as maiores descobertas de 2025

Este ano não se limitou a acrescentar alguns algarismos a equações já empoeiradas. Ele obrigou físicos e astrónomos a repensar como os buracos negros surgem, de que forma o Universo pode terminar e até por que a Terra permaneceu habitável tempo suficiente para que pudéssemos fazer essas perguntas.

QSO1: o buraco negro que parece mais antigo do que as estrelas

Um dos resultados mais desconcertantes de 2025 veio do Telescópio Espacial James Webb. Astrónomos confirmaram a existência de um objeto identificado como QSO1: um buraco negro supermassivo com cerca de 50 milhões de massas solares, brilhando desde a alvorada cósmica.

Naquela fase da história do Universo, as estrelas estavam apenas começando a se formar. Pelos modelos padrão, um buraco negro tão massivo simplesmente não deveria ter tido tempo de existir.

O QSO1 dá a impressão de ser um monstro que engordou antes que as primeiras gerações de estrelas conseguissem iluminar o Universo jovem.

Um gigante “nu”, sem nada ao redor

Quase sempre, buracos negros tão pesados ficam no centro de galáxias enormes. Eles se alimentam de gás, estrelas e poeira concentrados em um bojo galáctico denso.

O QSO1 foge desse padrão. Ele parece praticamente “nu”: as observações não mostram uma galáxia gigante envolvendo-o, não revelam uma multidão de estrelas orbitando por perto e tampouco indicam um reservatório óbvio de “combustível”.

Isso cria um impasse para as teorias atuais. Para chegar a 50 milhões de massas solares pelo caminho “normal”, seria preciso que muitas estrelas se formassem antes, vivessem, morressem e, em alguns casos, acabassem capturadas pelo buraco negro central. Mesmo no cenário mais otimista, esse processo demanda centenas de milhões de anos.

Ainda assim, o QSO1 parece ter surgido num piscar cósmico - com quase nada visível por perto que justifique um crescimento tão rápido.

Parágrafo adicional: Outro ponto que torna esse crescimento difícil é que a acreção intensa tende a produzir radiação capaz de empurrar parte do gás para longe. Em outras palavras, há um “freio” físico: quanto mais o buraco negro engole matéria, mais energia ele libera, e isso pode limitar o ritmo de alimentação. O caso do QSO1, portanto, pressiona os pesquisadores a explicar como ele teria contornado essas barreiras no início do Universo.

Gás primordial e uma pista levantada por Hawking

O segundo enigma está na “assinatura química” do gás nas proximidades do QSO1. Em geral, o espaço já aparece “contaminado” por elementos mais pesados - como carbono, oxigénio e ferro - lançados por gerações anteriores de estrelas.

Ao redor do QSO1, porém, os astrónomos detectam principalmente hidrogénio e hélio, a matéria-prima produzida na Grande Explosão. Quase não surgem sinais de elementos mais pesados.

Isso aponta para uma origem diferente da dos buracos negros formados pelo colapso de estrelas massivas, como os observados na nossa galáxia. Em vez disso, o cenário mais compatível é o de formação direta a partir de gás primordial.

Pela primeira vez, as observações sustentam com força a ideia de buracos negros que nascem diretamente do gás cósmico ainda “puro” - uma possibilidade levantada por Stephen Hawking há mais de 50 anos.

Se buracos negros de colapso direto fossem comuns no Universo primordial, eles poderiam ajudar a explicar por que quasares aparecem tão cedo e como estruturas gigantescas cresceram tão rapidamente. Mas essa hipótese também abre novas perguntas: o que dispara um colapso desse tipo e por que ele ocorreria em uma região do espaço, mas não em outra?

A energia escura está perdendo força?

Desde o fim dos anos 1990, a cosmologia se apoia numa mensagem central: a expansão do Universo está acelerando, impulsionada por uma misteriosa energia escura com densidade constante.

Com frequência, a energia escura é representada pela constante cosmológica de Einstein, indicada pela letra grega Λ (lambda). Ela funciona como uma pressão uniforme que estica o espaço, acelerando a separação entre as galáxias.

No entanto, novos dados do Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI), publicados em 2025, sugerem que esse “empurrão” talvez mude ao longo do tempo.

Um mapa 3D imenso - e uma pequena falha decisiva

O DESI já determinou a posição de mais de 15 milhões de galáxias, criando um atlas tridimensional da estrutura cósmica.

Ao acompanhar como essa estrutura evoluiu em épocas diferentes, os pesquisadores inferem a velocidade de expansão do Universo em cada era.

As medições do DESI insinuam que, em tempos cosmológicos relativamente recentes, a expansão está um pouco mais lenta do que seria esperado se a energia escura fosse perfeitamente constante.

A discrepância é sutil, mas estatisticamente relevante. Se ela se confirmar, a energia escura talvez não seja um “fundo” fixo do próprio espaço. Em vez disso, poderia se comportar como um campo que evolui - ideia muitas vezes chamada de quintessência.

Parágrafo adicional: Para tirar a dúvida, será essencial combinar levantamentos independentes e diferentes “réguas” cosmológicas - como padrões de distribuição de galáxias e sinais remanescentes do Universo primitivo. Caso a tendência se mantenha, será necessário ajustar a forma como simulamos o crescimento de estruturas cósmicas e, possivelmente, revisar peças centrais do modelo cosmológico padrão.

Novos finais possíveis para o Universo

Se a energia escura estiver enfraquecendo, as consequências para o destino de tudo podem ser profundas.

• Grande Congelamento: com energia escura constante, a expansão acelera sem parar, as galáxias se afastam cada vez mais e o cosmos se torna frio e rarefeito, até virar uma “névoa” escura e tênue.
• Desaceleração suave: se a energia escura diminuir, mas sem mudar de sinal, o Universo continua se expandindo - só que de maneira menos agressiva.
• Retorno da Grande Contração: se a energia escura enfraquecer o suficiente, a gravidade pode reassumir o controle, frear a expansão até zerá-la e, depois, puxar tudo de volta.

Os dados do DESI não decretam que uma Grande Contração esteja a caminho. Eles apenas recolocam em jogo um desfecho que muitos físicos já haviam deixado de lado. As próximas campanhas observacionais terão de verificar se a tendência persiste ou se não passa de uma flutuação estatística.

As âncoras profundas que ajudam a manter a Terra “em pé”

O ano não foi feito apenas de descobertas no céu. Sismólogos também avançaram num enigma escondido a 2.900 km abaixo dos nossos pés, na fronteira entre o núcleo metálico da Terra e o manto rochoso.

Durante décadas, ondas sísmicas geradas por grandes terremotos revelaram duas regiões gigantescas onde essas ondas desaceleram. Esses “blocos”, chamados LLSVPs (Províncias de Grande Baixa Velocidade de Cisalhamento) e localizados aproximadamente sob a África e o Pacífico, desafiaram explicações simples.

Pilhas cristalinas que funcionam como âncoras térmicas

Trabalhos de 2025 tornaram o quadro mais nítido. Com modelagem sísmica mais refinada e pistas químicas, equipes concluíram que essas regiões são pilhas de minerais ultradensos, comprimidos em fases exóticas sob pressões extremas.

Na prática, elas atuam como âncoras na base do manto, dificultando o fluxo em grande escala e criando áreas onde o calor tende a se concentrar.

Essas estruturas profundas funcionam como estabilizadores gigantes do “motor interno” do planeta, regulando como o calor sai do núcleo e chega à superfície.

Ao analisar isótopos como o rutênio-100, geofísicos estimam que as LLSVPs têm idade próxima à da própria Terra: cerca de 4,5 bilhões de anos. Tudo indica que elas permaneceram mais ou menos no mesmo lugar desde a infância do planeta.

Há ainda um detalhe surpreendente: o núcleo externo parece estar “vazando”. Metal líquido sobe e se mistura a essas pilhas densas, ajudando a manter sua densidade extrema ao longo de escalas de tempo geológicas.

Por que essas âncoras importam para a vida na superfície

Essas estruturas enterradas influenciam o transporte de calor para cima, processo que alimenta a convecção do manto e a tectónica de placas. Uma forma de visualizar isso é imaginar grandes resistências de aquecimento sob uma panela com água.

Assim como pontos mais quentes no fogão determinam onde as bolhas sobem, essas âncoras profundas ajudam a organizar onde plumas de rocha quente ascendem, formando pontos quentes vulcânicos e supervulcões.

Essa circulação de energia também sustenta o geodínamo: o turbilhão de ferro líquido no núcleo externo que gera o campo magnético terrestre.

Sem âncoras profundas duradouras para regular o fluxo de calor, a Terra poderia ter esfriado mais depressa, enfraquecido seu escudo magnético e perdido grande parte da atmosfera - ficando parecida com um Marte seco e congelado.

Conceitos-chave que valem ser destrinchados

O que os físicos querem dizer com “modelo”

Há um fio comum atravessando essas descobertas: nossas melhores teorias são modelos, não dogmas imutáveis. Um modelo é uma descrição simplificada que funciona dentro de determinadas condições.

A gravitação newtoniana, por exemplo, é excelente para a vida cotidiana e para a maioria das missões espaciais, mas falha perto de buracos negros ou em velocidades extremas - situações em que a relatividade geral assume o protagonismo.

Da mesma forma, o modelo cosmológico padrão descreveu uma quantidade enorme de dados com sucesso. Ainda assim, o QSO1 e os resultados do DESI mostram pontos em que suas suposições podem começar a ceder.

Como essas descobertas podem chegar ao dia a dia

À primeira vista, um buraco negro na aurora do tempo e “bolhas” densas sob o Pacífico parecem assuntos distantes. Só que eles alimentam ferramentas e tecnologias que, pouco a pouco, acabam repercutindo na sociedade.

Compreender melhor a energia escura e a estrutura do Universo aprimora simulações em larga escala da distribuição de matéria. Isso, por sua vez, ajuda a refinar métodos usados em navegação por satélite e em estudos de lente gravitacional para mapear matéria escura.

Modelos mais precisos do interior terrestre contribuem para avaliar riscos vulcânicos e sísmicos, orientar projetos de energia geotérmica e indicar onde perfurar - ou onde é melhor não perfurar. Saber como o calor sai do núcleo também afeta estimativas sobre por quanto tempo o campo magnético continuará forte o suficiente para proteger redes elétricas, satélites e missões tripuladas de tempestades solares.

Olhando adiante: cenários para estudantes e leitores

Imagine um projeto escolar que una essas linhas. Um grupo simula futuros cósmicos alternativos: Grande Congelamento, desaceleração suave e Grande Contração. Outro grupo modela como a Terra evoluiria se as LLSVPs não existissem, encerrando a tectónica de placas mais cedo na história do planeta.

Essas simulações evidenciam o mesmo recado: mudanças pequenas na física de base podem gerar consequências gigantescas no longo prazo. Uma energia escura um pouco mais fraca, ou uma arquitetura interna diferente da Terra, e talvez as condições para a vida complexa nunca tivessem aparecido.

Em 2025, não foi apenas a quantidade de dados que aumentou. O ano redesenhou linhas no mapa do que achamos que o Universo e o nosso planeta são capazes de fazer - e lembrou que até pilares antigos da física podem se deslocar quando as evidências insistem.