Cosmic distance ladder

Universo Está Se Expandindo Mais Rápido do Que Pensávamos – Space Today TV Ep.267

Space Today
3 jun 2016

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Cosmic distance ladder

Antes de falarmos da mais nova descoberta do Hubble, alguns conceitos precisam ser esclarecidos para facilitar o entendimento tanto da notícia como do vídeo.

A teoria mais vigente de formação do universo é a teoria do Big Bang, que nos diz, de maneira simples, que o universo começou com uma explosão e desde então, algo que aconteceu a aproximadamente 13.8 bilhões de anos atrás ele vem se expandindo de forma ininterrupta.

No início a ideia de expansão do universo era somente uma teoria, baseada nas equações da relatividade de Einstein. Porém, em 1930, essa teoria foi provada com as observações feitas por Edwin Hubble, que ao observar determinadas galáxias determinou que elas estavam se afastando de nós, cunhando assim o termo desvio para o vermelho (redshift em inglês) determinado em artigos científicos sobre o tema com a letra Z.

UGC 9391

Nessa época a ideia era que o universo se expandia a uma velocidade constante, contudo, em 1998, descobiru-se que essa expansão ocorria de forma acelarada, como os astrônomos não identificaram o que era responsável por essa aceleração, surgiu o conceito de energia escura, ou seja, uma energia que age de alguma forma e que é responsável pela aceleração da expansão do universo.

Óbvio que isso só foi possível com o avanço tecnológico e com a possibilidade de se construir equipamentos capazes de medir a radiação de fundo que permeia o universo, a chamada CMB, os principais equipamentos usados para medir essa radiação é o WMAP e o Planck que medem essas flutuações de fundo e o Hubble que consegue medir as coisas no chamado universo moderno.

Para que essas medidas sejam feitas com um grau de precisão aceitável, os astrônomos procuram por réguas no universo, objetos que tem um brilho bem definido e uma distância calculada com precisão. E é aqui que entram dois personagens importantes em toda essa história. As chamadas estrelas variáveis Cefeidas, que são estrelas que produzem uma variação de brilho que pode ser medida e se estabelecer uma relação precisa entre a luminosidade e o período de pulsação, com isso a sua distância é muito bem determinada, o que faz com que elas sejam chamadas de réguas padrões para as medidas de distância no universo.

Cepheids in UGC 9391

Além das Cefeidas as supernovas do Tipo Ia, esse tipo de supernova é bem conhecido, e existe uma relação importante entre a luminosidade e o tempo decorrido depois da explosão, com essa relação é possível calcular de maneira precisa a distância até a galáxia que abriga esse tipo de supernova.

Só lembrando que esses conceitos são muito mais complexos do que eu passei aqui agora para vocês, essa foi só uma pequena introdução para podermos falar da mais nova descoberta do Hubble.

O Telescópio Espacial que tanto amamos acaba de ser usado para descobrir que a expansão do universo é mais acelerada do que se pensava anteriormente. De acordo com as medidas do Hubble, o universo está expandindo entre 5% e 9% mais rápido do que se pensava. Comparando os seus resultados com os resultados obtidos com medições feitas da radiação cósmica de fundo.

Como foi feita a pesquisa?

Os astrônomos usaram a WFC3 do Hubble para observar galáxias contendo as duas réguas que comentamos no início, estrelas variáveis Cefeidas e supernovas do Tipo Ia. Unindo essas observações com técnicas avançadas de processamento de dados eles conseguiram definir com maior precisão a chamada constante de Hubble e chegar a conclusão de que o universo está se expandindo mais rápido do que o esperado.

Os astrônomos conseguiram medir 2400 estrelas Cefeidas, em 19 galáxias e 300 supernovas, ou seja, uma base de dados respeitada para se fazer os cálculos com precisão.

Com essas medidas os astrônomos então refinaram o valor da chamada Constante de Hubble e estabeleceram um novo valor que tem somente 2.4% de incerteza.

Essas medidas feitas com o Hubble que usam objetos do universo “atual” contradizem as medidas feitas com os instrumentos WMAP e Planck que utilizam como medidores a radiação cósmica de fundo do universo e é nessa diferença, por exemplo, que pode estar a resposta para o que é a matéria escura, a energia escura e os neutrinos.

Imagina que você está construindo uma ponte, começando das duas extremidades, que seriam as medidas do Hubble e do WMAP e Planck, e você vem construindo a ponte, porém, quando chega no meio, onde era para tudo se encontrar, isso não acontece e uma parte não coincide com a outra, os astrônomos agora querem saber porque isso aconteceu.

Essa descoberta pode ter um impacto muito grande no entendimento da energia escura e da matéria escura, muito provavelmente os responsáveis pela expansão acelerada do universo.

Com as medidas do Hubble, os astrônomos podem agora ir atrás das possíveis explicações.

1 – A energia escura pode estar empurrando as galáxias uma para longe da outra com uma força maior.

2 – O universo pode conter uma nova partícula subatômica, partícula essa que pode pertencer à chamada radiação escura, representada pelos neutrinos.

3 – A matéria escura, da qual pouco sabemos, pode conter ainda características mais estranhas e desconhecidas.

4 – A teoria de Einstein usada como base para estabelecer a evolução do universo pode estar incompleta em algum ponto.

O Hubble realmente é espetacular, pois desde o seu lançamento e usando todo o seu poderio a estimativa da Constante de Hubble tem melhorado de forma significativa. Os astrônomos esperam que no futuro próximo com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb e com o WFIRST, essas medidas possam melhorar ainda mais, reduzindo mais a incerteza e então encontrando a última peça desse quebra-cabeça super complexo.

A 2 4_determination_of_the_local_value_of_the_hubble_constant from Sérgio Sacani

Fontes:

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2016/17/

http://releases.jhu.edu/2016/06/02/universe-expanding-faster-than-scientists-predicted/

http://news.berkeley.edu/2016/06/02/universe-expanding-faster-than-expected/

http://www.spacetelescope.org/news/heic1611/

alma_modificado_rodape105

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Comentários

  • cleomar cordeiro

    Para de falar que o vídeo está longo. Tudo o que se diz é útil.