
A visão que Albert Einstein (1879-1955) tinha sobre o universo foi posta à prova mais uma vez. E, mais uma vez, foi comprovada, só que com uma precisão até então nunca vista – uma margem de erro de apenas 1,7%, o que ajuda os cientistas a compreender melhor a misteriosa aceleração do universo.
Um grupo de cosmólogos da Universidade de Portsmouth, no Reino Unido, e do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre, na Alemanha, anunciou a medição mais precisa realizada até hoje de quando a expansão do universo começou a acelerar.
Os pesquisadores analisaram o período entre 5 e 6 bilhões de anos atrás, quando o universo tinha quase metade de sua presente idade.
Isso significa que o fenômeno pode ser explicado utilizando-se apenas a Teoria Geral da Relatividade de Einstein e a constante cosmológica – a explicação teórica mais simples para a aceleração do universo, que prevê quão rápido as galáxias devem se mover e qual a taxa a que a estrutura do universo deveria estar crescendo.
De acordo com a cosmóloga Rita Tojeiro, membro da equipe de Portsmouth responsável por essa pesquisa, os resultados serão empregados para entender o que está causando a aceleração e por que, e para esclarecer novos pontos sobre a matéria escura – nome adotado para o agente fundamental que leva à aceleração, descoberto há apenas 14 anos e sobre o qual ainda se conhece pouco.
“Os resultados são a melhor medição de uma distância intergaláctica jamais feita, o que significa que cosmólogos do mundo todo estão mais perto do que nunca de entender porque a expansão do universo está acelerando”, pontuou Rita.
Para testar a teoria de Einstein, os pesquisadores examinaram mais de um quarto de um milhão de galáxias dentro de um volume de 4 bilhões de anos-luz. A pesquisa foi feita utilizando-se da Oscilação Acústica dos Bárions, um padrão no qual as galáxias estão distribuídas através do universo e que foi criado logo depois do Big Bang. Esse padrão sobreviveu conforme o universo foi envelhecendo e seu tamanho aumentou junto com a expansão.
O chefe do grupo de pesquisadores de Portsmouth, Will Percival, explica: “Imagine derrubar uma pedra em um lago que está se expandindo. Se a expansão do lago é rápida o suficiente, a distância entre as ondulações do lago simplesmente crescerá junto com a expansão. Olhando a forma como as distâncias entre essas ondulações mudam com o tempo, você poderia avaliar a taxa a qual o lago está se expandindo. Bem, o universo é o lago e as galáxias são as moléculas de água”.
O experimento foi planejado a fim de complementar uma observação feita em 1998, quando cientistas estudaram o brilho de explosões estelares para deduzir que a expansão do universo está, contra todas as probabilidades e contra nossa compreensão da física fundamental, tornando-se mais rápida.
Essa mesma pesquisa da década de 1990 foi agraciada com o último prêmio Nobel de Física, compartilhada entre os norte-americanos Saul Perlmutter, Brian Schmidt e Adam Riess (Universidade da Califórnia, Universidade Nacional Australiana e Universidade Johns Hopkins, respectivamente). [TheTelegraph eScience20]
Fonte: Hypescience
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Resenha do autor
Os físicos já detém um conjunto de evidências fortes que sustentam a ideia de que o universo esta em expansão.
Uma dessas evidências é que a luz das galáxias distantes tem um comprimento de onda maior do que devia ter. Estes comprimentos de onda maiores surgem somente quando ocorre afastamento da fonte emissora, ou seja, as galáxias se estão se afastando uma das outras a grandes velocidades e o comprimento de onda vem se modificando no caminho.
Outra evidencia forte é a existência de radiação de micro-ondas que atinge a Terra vinda de todas as direções do espaço. Ela tem uma temperatura de menos três graus e é constituída por fótons de baixa energia. De acordo com as descobertas estes fótons apareceram cerca de 300.000 anos depois do Big Bang e mantiveram-se quando o universo ofereceu o suficiente para que eles não continuassem a interagir de um modo muito forte com a matéria.
Outra evidencia vem da física nuclear. Os primeiros elementos químicos a serem sintetizados na evolução do universo foram os mais simples e leves. De fato, parte da matéria do universo ainda esta na forma de elementos leves. Através de cálculos e estimativas é possível visualizar que cerca de ¼ da matéria total do universo é composta de deutério que é um isótopo do hidrogênio, hélio e lítio.
Outras observações foram feitas, e corroboram essa previsão teórica. Os elementos químicos mais pesados e complexos são formados a partir de diversas reações nucleares que ocorrem a altas temperaturas e pressões no núcleo das estrelas, um processo denominado nucleossíntese.
Depois de formados acabam sendo armazenados no interior das estrelas, eles são espalhados pelo cosmos quando as estrelas explodem em fenômenos cosmológicos conhecidos como supernovas. Assim foi formado o carbono, nitrogênio e oxigênio. As proporções de hidrogênio, hélio e lítio ajustam-se muito bem ao Big Bang.
Muitas destas descobertas são bastante consistentes com o Big Bang e alguns outros modelos cosmológicos. Entretanto, em conjunto, estas observações mostram que o Big Bang é o melhor modelo atual para o Universo.
Somando a isso, alguns dados mostram que a nossa localização no Universo não é especial, de fato o universo parece o mesmo em todas as direções embora possa não ter uma morfologia totalmente simétrica.
A dilatação do tempo em curvas de luz de supernovas demonstra a expansão e o universo como resultado de uma explosão. Além disso, a fonte de radiação e quasares ocorrem em contra-fluxo, a radiação cósmica de fundo também evidencia o Universo evoluindo de um estado denso e isotérmico.
O espectro de potência angular da radiação cósmica de fundo existe em diversas partes por milhão e é consistente com a matéria escura dominada pelo modelo do Big Bang que atravessou o cenário inflacionário do universo.
O universo expande devido uma série de fatores físicos. A constante cosmológica foi introduzida por Einstein no estudo da física relativista para que estas conduzissem a um universo estático eterno e imutável. Einstein abandonou tal conceito com a descoberta da expansão do universo através de uma hipótese teórica do astrônomo neerlandês Willem de Sitter que utilizou as equações da relatividade geral em 1917.
Posteriormente em 1929 foi novamente corroborada pelo astrônomo Edwin Hubble com a observação do afastamento de galáxias através do Desvio para do vermelho “redshift” que corresponde a uma alteração na forma como a freqüência das ondas de luz é observada no espectroscópio em função da velocidade relativa entre a fonte emissora e o receptor observador. Em suas observações ele desenvolveu a teoria da expansão do universo e anunciou que a velocidade de uma nebulosa em relação a outra é proporcional à distância entre elas (a chamada constante de Hubble).
Mesmo errando parece que Einstein acabou acertando. Isso porque hoje a constante cosmológica é vista como um termo que equilibra a força de atração da gravidade.
A constante cosmológica toma a forma de uma força gravitacional repulsiva.
A expansão do universo tem se acelerado por ação da energia escura, uma força oposta à gravidade. Já que o universo tem dimensões grandes elas se tornam fortes o bastante para dissipar a força gravitacional afastando tudo que esta dentro.
As principais e diferentes propostas de energia escura são a constante cosmológica que pode ser interpretada tanto como uma modificação de natureza geométrica nas equações de campo da relatividade geral quanto como um efeito da energia do vácuo a qual preenche o universo de maneira homogênea. A outra e a quintessência usualmente modelada como campo escalar cuja densidade de energia pode variar no tempo e no espaço.
Nossos corpos, objetos e mesmo o sistema solar ou a galáxia não se expandem acompanhando o universo porque as forças gravitacionais, elétricas e nucleares dos sistemas solares dentro das galáxias mantém as mesmas relações de distâncias equivalentes. Mas as distâncias entre as galáxias se alteram. Assim o universo expande e o espaço-tempo expande junto se adequando a situação. Diferente de Newton que via o universo como um palco de teatro limitado a cosmologia vê hoje o universo se esticando adequando suas dimensões a essa expansão. Assim as dimensões se ajustam conforme a expansão.
A teoria das cordas prevê que além dessas dimensões há outras minúsculas que preenchem o tecido do espaço em escalas menores se enrolando entre si.
A expansão acelerada, descoberta recentemente foi comprovada depois de cinco anos de estudo e mais de 200 mil galáxias analisadas. Algumas delas surgiram há mais de sete bilhões de anos.
Esse estudo, feito pela Universidade Tecnológica Swinburne na Austrália corroboram com diversos indícios tal tese.
Com essas estrelas os pesquisadores descobriram que os corpos estão se afastando a taxas aceleradas que condizem com a existência da energia escura.
Ao que parece a expansão do universo parece se modulada por duas forças; a gravidade que age diminuindo-a e a energia escura que a acelera de tal forma que o cosmos está se afastando a velocidades cada vez mais altas.
Isso contradiz a teoria de que a gravidade seria a força que está separando o espaço. De acordo com esta teoria refutada pelos resultados da pesquisa o conceito de gravidade estabelecido por Albert Einstein estaria errado e a gravidade se tornaria repelente ao invés de atraente quando atuando em grandes distâncias.
No entanto, ao que tudo indica, Einstein estava certo já que a energia escura é uma constante cosmológica como demonstrado no estudo.
Observações da radiação cósmica de fundo em micro-ondas realizadas pelo satélite WMAP, indicam que aproximadamente 74% da densidade atual do universo é composta pela energia escura, 22% por matéria escura e apenas 4% pela matéria conhecida, composta por bárions e léptons.
A expansão do universo aparentemente não tem influencia alguma sobre a rotação das galáxias seja qual tipo for o tipo (veja TIPOS DE GALÁXIAS) ou na orbita dos planetas. O fato de haver planetas com órbitas retrógradas não tem relação com a expansão do universo.
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Scritto da Rossetti
Palavra chave: NetNature, Rossetti, Expansão, Big Bang, Universo, Expansão acelerada, Constante cosmológica, Energia escura, Micro-ondas.
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Referências