Os astrônomos encontraram pela primeira vez a evidência direta da inflação cósmica, a dramática expansão teorizada do universo que colocou o “bang” no Big Bang, a 13.8 bilhões de anos atrás, como sugerem as novas pesquisas.
Se for confirmada, essa importante descoberta – que também confirma a existência das hipotéticas ondas no espaço-tempo conhecidas como ondas gravitacionais – dará aos pesquisadores um entendimento melhor do Big Bang e da sua consequência imediata.
“Se ela for confirmada, então será a descoberta mais importante da ciência desde a descoberta, eu acho, que a expansão do universo está acelerando”, disse Avi Loeb astrônomo de Harvard, que não é membro da equipe que realizou o estudo, comparando a descoberta com uma observação de 1998 que abriu a janela sobre a misteriosa energia escura e que deu aos seus três pesquisadores o Prêmio Nobel de Física de 2011.
Uma equipe liderada por John Kovac, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, anunciou a descoberta no dia de hoje, 17 de Março de 2014, revelando resultados que foram submetidos à revista Nature. A Nature lançou um vídeo descrevendo a teoria da inflação cósmica.
Para entender o que a detecção de uma inflação significa, é preciso entender um pouco sobre os primeiros instantes de vida do universo.
Uma época breve e inflacionária transformou o universo que era composto por meras flutuações quânticas em algo de tamanho macroscópico.
Começando apenas 10 a menos 35 segundos (ou algo como um trilionésimo de um trilionésimo de um trilionésimo de segundo) depois do universo ter nascido, a ideia, é que o espaço-tempo se expandiu incrivelmente rápido, a uma velocidade maior que a da luz. (Isso não viola a teoria da relatividade especial de Albert Einstein que postula que nada pode se mover mais rápido que a luz no espaço, já que a inflação foi uma expansão somente do espaço).
A teoria básica da inflação tem sido suportada por anos por diferentes missões espaciais que mapearam a chamada microonda cósmica de fundo, ou CMB, a antiga luz que começou a saturar o universo cerca de 380000 anos depois do Big Bang. (Antes desse tempo, o universo era uma névoa de plasma e energia muito quente para os fótons viajarem livrementes).
Enquanto que a CMB mostra pequenas variações na temperatura, ela é, na sua maior parte uniforme por todo o céu – uma propriedade que reforça o conceito da inflação, dizem os pesquisadores.
“Por que a temperatura da microonda cósmica de fundo é a mesma em diferentes pontos no céu, seria um mistério, se não fosse o que diz a inflação, bem, nosso universo veio de uma região diminuta”, disse Chuck Bennett, principal pesquisador do Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, ou WMAP da NASA. “Assim a ideia da inflação ajuda a responder alguns desses mistérios, e ela explica de onde veem as flutuações”.
Mas os astrônomos nunca tinham encontrado uma prova concreta para a inflação, pelo menos até agora.
A prova é um tipo de polarização na CMB, conhecida como B-modes. A expansão espetacular do universo durante a inflação, produziu ondas gravitacionais, que por sua vez, geraram as B-modes, de acordo com a teoria.
Assim, múltiplas equipes têm caçado as B-modes, até mesmo, Bennett, no ano passado se referiu a sua detecção como sendo o Santo Graal da astrofísica moderna. No novo estudo anunciado hoje, Kovac e sua equipe relataram que eles registraram as ondas características da polarização das B-modes usando o telescópio BICEP2 na Antártica. (BICEP é a sigla para Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization).
Os pesquisadores fizeram mapas ultrasensíveis da CMB em 2% do céu, usando a grande vantagem do ponto de observação do BICEP2.
“O polo sul é o ponto mais próximo que podemos chegar do espaço e ainda assim estando na Terra”, disse Kovac. “Esse é um dos locais mais claro e mais seco de toda a Terra, perfeito para observar as tênues micro-ondas do Big Bang”.
Einstein previu a existência das ondas gravitacionais em 1916, como parte da sua Teoria Geral da Relatividade. A nova descoberta, representa a primeira evidência direta dessas ondas primordiais do espaço-tempo, dizem os pesquisadores.
“Essa é provavelmente uma imagem direta das ondas gravitacionais através de todo o céu, nos mostrando como era o universo em seu início”, disse Kovac.
Sabendo a dimensão da potencial descoberta, Kovac e seus colegas irão se debruçar sobre os dados do BICEP2 por alguns anos para garantir que o sinal não foi nenhum tipo de artefato gerado pela instrumentação existente no telescópio.
“Nós estamos muito confiantes que o sinal que nós detectamos é real, e veio do céu”, disse ele.
Mesmo assim, o próprio Kovac sabe que uma grande investigação científica detalhada deve ser feita a partir de agora.
“Pode soar como uma controvérsia”, disse ele. “Nós esperamos que as pessoas atirem de todos os lados contra a teoria, e nós convidamos a isso – é assim que funciona o processo científico e por isso que ele é engraçado e interessante”.
“Eu tenho certeza que isso irá gerar grandes discussões sobre os primeiros planos galácticos e se ele poderiam estar debochando da gente, sendo totalmente diferente do que imaginamos”, adicionou Kovac. “Mas nosso artigo tenta revelar algum detalhe usando os melhores modelos disponíveis sobre como se devem parecer os planos galácticos e por que o que nós vemos não se parece com isso”.
Loeb disse que os dados e as descobertas da equipe são convincentes. Mas o aceite geral da descoberta só virá provavelmente se outros instrumentos, como a sonda Planck da Agência Espacial Europeia, registra-se o sinal na CMB.
“Eu acho que algo mais animador para observarmos pode acontecer em alguns meses, por exemplo, o que a equipe do Planck dirá sobre isso”, disse Loeb. “Isso pode levar um tempo, pois eles estão mergulhados analisando os dados de polarização. Mas isso seria muito importante para confirmar ou refutar os achados”.
Além de fornecer um forte suporte para a teoria da inflação, as novas observações do BICEP2 revelam alguns detalhes sobre o processo de inflação propriamente dito.
Por exemplo, a força do sinal da B-mode sugere que a inflação ocorreu em níveis de energia tremendos – níveis tão altos que todas as forças do universo, exceto a gravidade, estavam unificadas no tempo, disse Loeb.
Ainda a muito mais para se aprender sobre os primeiros momentos do nosso universo. Por exemplo, os astrônomos ainda não tem ideia de qual substância que iniciou o processo de inflação.
“Não é ainda uma vitória completa da física teórica termos visto evidências para um processo que parece ter acontecido muito no início da história do universo”, disse ele. “Nós realmente necessitamos entender o que é essa substância – esse inflador – é. E até agora nós fizemos isso, como a matéria escura ou a energia escura – nós demos um nome, mas nós não sabemos o que é”.
Fonte:
http://www.space.com/25078-universe-inflation-gravitational-waves-discovery.html
