Por quase um século, os astrônomos entenderam que o Universo está em um estado de expansão. Desde a década de 1990, eles compreenderam que, desde há 4 bilhões de anos, a taxa de expansão está se acelerando.
Conforme isso progride, e os aglomerados de galáxias e filamentos do Universo se distanciam cada vez mais, os cientistas teorizam que a temperatura média do Universo diminuirá gradualmente.
Mas de acordo com uma nova pesquisa liderada pelo Centro de Cosmologia e Física de AstroPartículas (CCAPP) da Universidade do Estado de Ohio, parece que o Universo está realmente ficando mais quente com o passar do tempo.
Depois de investigar a história térmica do Universo nos últimos 10 bilhões de anos, a equipe concluiu que a temperatura média do gás cósmico aumentou mais de 10 vezes e atingiu cerca de 2,2 milhões K (~ 2,2 ° C; 4 milhões ° F) hoje.
O estudo que descreve suas descobertas, “The Cosmic Thermal History Probed by Sunyaev-Zeldovich Effect Tomography”, apareceu recentemente no The Astrophysical Journal.
O estudo foi conduzido por Yi-Kuan Chiang, um pesquisador do CCAP, e incluiu membros do Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo (Kavli IPMU), da Universidade Johns Hopkins e do Instituto Max-Planck para Astrofísica.
Para o seu estudo, a equipe examinou os dados térmicos da Estrutura de Grande Escala (LSS) do Universo. Isso se refere a padrões de galáxias e matéria na maior das escalas cósmicas, que é o resultado do colapso gravitacional da matéria escura e do gás.
Como o Dr. Chiang explicou em um comunicado à imprensa do estado de Ohio:
“Nossa nova medição fornece uma confirmação direta do trabalho seminal de Jim Peebles – o Prêmio Nobel de Física de 2019 – que expôs a teoria de como a estrutura em grande escala se forma no Universo. Conforme o Universo evolui, a gravidade puxa a matéria escura e gás no espaço juntos em galáxias e aglomerados de galáxias. O arrasto é violento – tão violento que mais e mais gás é chocado e aquecido. ”
Para medir as mudanças térmicas nos últimos 10 bilhões de anos, Chiang e seus colegas combinaram dados do Planck Infrared Astronomical Satellite da ESA e do Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Considerando que o Planck foi a primeira missão europeia a medir a temperatura do Cosmic Microwave Background (CMB), o SDSS é uma pesquisa multiespectral massiva que criou os mapas 3D mais detalhados do Universo.
A partir desses conjuntos de dados, a equipe correlacionou oito dos mapas de intensidade do céu de Planck com 2 milhões de referências espectroscópicas de redshift do SDSS. Combinando medições de redshift (que são rotineiramente usadas para determinar a velocidade com que os objetos estão se afastando de nós) e estimativas de temperatura com base na luz, a equipe comparou a temperatura de nuvens de gás mais distantes (mais para trás no tempo) com aquelas mais próximas da Terra.
A partir disso, a equipe de pesquisa foi capaz de confirmar que a temperatura média dos gases no início do Universo (cerca de 4 bilhões após o Big Bang) era menor do que agora. Isso aparentemente se deve ao colapso gravitacional da estrutura cósmica ao longo do tempo, uma tendência que continuará e se tornará mais intensa à medida que a expansão do Universo continuar se acelerando.
Como Chiang resumiu, o Universo está se aquecendo por causa do processo natural de formação de galáxias e estruturas, e não está relacionado às mudanças de temperatura aqui na Terra:
“À medida que o Universo evolui, a gravidade puxa a matéria escura e o gás no espaço em galáxias e aglomerados de galáxias. O arrasto é violento – tão violento que mais e mais gás é chocado e aquecido … Esses fenômenos estão acontecendo em escalas muito diferentes. Eles não estão de forma alguma conectados. ”
No passado, muitos astrônomos argumentaram que o cosmos continuaria a esfriar à medida que se expandisse, algo que inevitavelmente resultaria no “Big Chill” (ou “Big Freeze”). Em contraste, Chiang e seus associados mostraram que os cientistas podem cronometrar a evolução da formação da estrutura cósmica “verificando a temperatura” do Universo.
Essas descobertas também podem ter implicações para as teorias que aceitam o “resfriamento cósmico” como uma conclusão precipitada. Por um lado, foi sugerido que uma possível resolução para o Paradoxo de Fermi é que as inteligências extraterrestres (ETIs) estão dormentes e esperando que o Universo melhore (a Hipótese de Estivação).
Baseado em parte na termodinâmica da computação (o Princípio de Landauer), o argumento afirma que, à medida que o Universo esfria, as espécies avançadas seriam capazes de extrair muito mais de suas megaestruturas. Além disso, se o cosmos vai ficar mais quente com o tempo, isso significa que o surgimento de vida se tornará menos provável com o tempo devido ao aumento da radiação cósmica?
Assumindo que não existe um mecanismo para manter um certo equilíbrio térmico, isso significaria que o Universo não terminará em um “Big Chill”, mas em um “Big Blaze”?
Como Robert Frost escreveu, “Alguns dizem que o mundo acabará em fogo, outros dizem que em gelo.” Quais delas se provarão corretas e quais implicações isso poderia ter para a vida no futuro, só o tempo dirá …
Publicado em 18/11/2020 01h58
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