(crédito da foto: ESO/L. Calçada, M. Kornmesser)
doi.org/10.1038/s41550-023-02057-y
Credibilidade: 979
#Universo
Avanço astronômico da Universidade de Tel Aviv: A história e o conteúdo do universo podem ser determinados usando radiotelescópios na lua.
Como era o universo 50 milhões de anos após o Big Bang? Os astrofísicos não sabem muito sobre isso, mas um novo estudo da Universidade de Tel Aviv (TAU) previu pela primeira vez que resultados inovadores podem ser obtidos a partir de uma detecção de ondas de rádio baseada na Lua.
O estudo, publicado na Nature Astronomy sob o título “Perspectivas para cosmologia de precisão com o sinal de 21 cm da idade das trevas”, descobriu que os sinais de rádio medidos podem ser usados para um novo teste do modelo cosmológico padrão, bem como para determinar o composição do universo e o peso das partículas de neutrinos. No futuro, também poderão ajudar os cientistas a obter outra pista sobre o mistério da matéria escura.
Este estudo foi liderado pelo grupo de pesquisa do Prof. Rennan Barkana da Escola de Física e Astronomia da TAU, ao lado do pós-doutorado Dr. “Um sinal da Idade das Trevas fornece uma nova investigação potencial da cosmologia fundamental”, escreveram eles. “Embora a física exótica pudesse ser descoberta, aqui quantificamos os benefícios esperados dentro da cosmologia padrão.”
Cosmologia é o estudo da história do universo que levou às estrelas, galáxias e outras características do espaço que observamos hoje.
Os investigadores notaram que a idade das trevas cósmica – o período imediatamente anterior à formação das primeiras estrelas – pode ser estudada através da detecção de ondas de rádio emitidas pelo gás hidrogénio que enchia o Universo naquela época. Enquanto as ondas específicas do universo primitivo são bloqueadas pela atmosfera da Terra. Eles só podem ser estudados a partir do espaço, especialmente da Lua, que oferece um ambiente estável – livre de qualquer interferência da atmosfera e de comunicações de rádio.
Significado dessas descobertas
Obviamente, pousar um telescópio na Lua não é uma tarefa simples, mas estamos a assistir a uma corrida espacial internacional em que muitos países tentam regressar à Lua com sondas espaciais e – eventualmente – astronautas. As agências espaciais nos EUA, na Europa, na China e na Índia estão à procura de objetivos científicos dignos para o desenvolvimento lunar, e a nova investigação destaca as perspectivas de detecção de ondas de rádio da idade das trevas cósmicas.
Barkana explicou que “o novo telescópio espacial James Webb da NASA descobriu recentemente galáxias distantes cuja luz recebemos do amanhecer cósmico cerca de 300 milhões de anos após o Big Bang. A nossa nova investigação examinou uma era ainda mais antiga e mais misteriosa – a idade das trevas cósmica, apenas 50 milhões de anos após o Big Bang. As condições no universo primitivo eram bastante diferentes das de hoje.”
O novo estudo, acrescentou, “combina o conhecimento atual da história cósmica com várias opções de observações de rádio para revelar o que pode ser descoberto. Especificamente, calculamos a intensidade das ondas de rádio conforme determinado pela densidade e temperatura do gás hidrogênio em vários momentos, e então mostramos como os sinais podem ser analisados para extrair deles os resultados desejados.”
Os investigadores acreditam que as descobertas podem ser muito significativas para a compreensão científica da nossa história cósmica. Uma única antena lunar, o modelo padrão da cosmologia, poderia ser testada para ver se consegue explicar a idade das trevas cósmica ou se, em vez disso, houve, por exemplo, uma perturbação inesperada na expansão do universo que apontaria para uma nova descoberta.
Com um radiotelescópio composto por um conjunto de antenas de rádio, a composição do universo – especificamente, a quantidade de hidrogénio e hélio dentro dele – poderia ser determinada com precisão. O hidrogênio é a forma original de matéria comum no universo a partir da qual as estrelas, os planetas e, eventualmente, os humanos foram formados, escreveu a equipe.
“Uma determinação precisa da quantidade de hélio também é de grande importância, pois sondaria o período antigo, cerca de um minuto após o Big Bang, em que o hélio se formou quando todo o universo era essencialmente um reator nuclear gigante. Com um conjunto ainda maior de antenas lunares, também será possível medir o peso dos neutrinos cósmicos. Estas são partículas minúsculas emitidas em várias reações nucleares; seu peso é um parâmetro crítico desconhecido no desenvolvimento da física além do modelo padrão estabelecido de física de partículas.
“Quando os cientistas abrem uma nova janela de observação, geralmente resultam descobertas surpreendentes”, concluiu Barkana. “Com observações lunares, poderá ser possível descobrir várias propriedades da matéria escura, a substância misteriosa que sabemos constituir a maior parte da matéria do Universo, mas não sabemos muito sobre a sua natureza e propriedades. Claramente, a idade das trevas cósmica está destinada a lançar uma nova luz sobre o universo.”
Publicado em 23/12/2023 06h50
Artigo original:
Estudo original: