Quantos anos tem o nosso universo? Essa é uma das questões mais antigas e fundamentais da humanidade. Agora, astrônomos usando o Atacama Cosmology Telescope (ACT), no alto dos Andes, no norte do Chile, anunciaram uma nova medição da radiação cósmica de fundo, a luz mais antiga do nosso universo, descoberta em 1965 e às vezes chamada de eco do Big Bang. A nova medição sugere que o universo tem 13,77 bilhões de anos, mais ou menos 40 milhões de anos. Este novo resultado concorda fortemente com os resultados do satélite Planck da Agência Espacial Europeia, que mediu a radiação cósmica de fundo de 2009 a 2013. E está de acordo com o que é chamado de Modelo Padrão da física de partículas, desenvolvido na década de 1970 e aprimorado nos anos desde então . O Modelo Padrão encapsula a melhor compreensão atual dos cientistas sobre como as partículas elementares e as forças fundamentais da natureza se relacionam.
Os novos resultados revisados por pares foram publicados no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics em 30 de dezembro de 2020.
O acordo entre estudos independentes dá aos cientistas a confiança de que seu trabalho está correto. O não acordo faz o oposto: faz os cientistas pensarem que suas idéias precisam de mais trabalho. Em 2019, um estudo sugeriu que a idade do universo pode ser centenas de milhões de anos mais jovem do que os dados de Planck haviam indicado. Os novos resultados do Atacama Cosmology Telescope, por outro lado, concordam com os resultados de Planck. Simone Aiola, do Centro de Astrofísica Computacional do Flatiron Institute – co-autora do novo estudo – comentou:
Agora chegamos a uma resposta em que Planck e ACT concordam. Isso mostra o fato de que essas medições difíceis são confiáveis.
As novas medições não nos dizem apenas a idade do universo. Eles também sugerem quão rápido o universo está se expandindo.
A taxa na qual o universo está se expandindo é descrita pelo que é chamado de Constante de Hubble. Escrevendo em seu blog em 6 de janeiro de 2021, o astrofísico Brian Koberlein descreveu a Constante de Hubble no contexto da radiação cósmica de fundo desta forma:
No início do universo, havia pequenas flutuações de densidade e temperatura no mar quente e denso do Big Bang. À medida que o universo se expandia, as flutuações também se expandiam. Portanto, a escala das flutuações que vemos na radiação cósmica de fundo hoje nos diz o quanto o universo cresceu. Em média, as flutuações têm cerca de um bilhão de anos-luz de diâmetro, e isso nos dá um valor para a taxa (o parâmetro de Hubble) como algo entre 67,2 e 68,1 quilômetros por segundo por megaparsec.
Os novos dados do ACT fornecem uma constante de Hubble de 67,6 quilômetros por segundo por megaparsec. Os pesquisadores do Planck haviam estimado anteriormente 67,4 km por segundo por megaparsec. Steve Choi, da Universidade Cornell, primeiro autor do novo artigo, disse:
“Eu não tinha uma preferência particular por nenhum valor específico; ia ser interessante de uma forma ou de outra. Encontramos uma taxa de expansão que está de acordo com a estimativa da equipe do satélite Planck. Isso nos dá mais confiança nas medições da luz mais antiga do universo.”
É importante notar, no entanto, que – embora os valores para a Constante de Hubble derivados de dados de Planck e ACT concordem bem – nenhum concorda bem com os valores para a Constante de Hubble derivada de estrelas variáveis distantes e supernovas (estrelas explodindo). Brian Koberlein explicou:
“… Você pode usar estrelas variáveis e supernovas distantes para criar uma escada de distância cósmica que indica a taxa de expansão. O problema é que esse método alternativo fornece um valor maior para o parâmetro Hubble. Se o método da supernova estiver certo, então o universo é mais jovem e se expandiu mais rapidamente do que [o trabalho com a radiação cósmica de fundo] parece suportar. Por um tempo, a esperança tem sido que novas observações e novos métodos de medição da expansão cósmica resolvam este problema …”
Mas, disse Koberlein, o novo estudo da ACT acaba com essas esperanças.
De acordo com Michael Niemack, co-autor do novo artigo:
“A crescente tensão entre essas medições distantes e locais da Constante de Hubble sugere que podemos estar à beira de uma nova descoberta na cosmologia que pode mudar nossa compreensão de como o universo funciona. Ele também destaca a importância de melhorar nossas medições do fundo cósmico de microondas com o Telescópio Cosmológico Atacama, bem como o futuro Observatório Simons e os projetos CCAT-prime que estamos construindo agora.”
Para calcular a idade do universo, os cientistas precisam estimar a distância que a luz do fundo de microondas cósmico (CMB) – o “brilho posterior” do Big Bang e o registro mensurável de quando os fótons escaparam da “névoa” do universo primitivo – viajou para chegar à Terra. Mas isso não é uma tarefa fácil, então os astrônomos usam a triangulação medindo o ângulo no céu entre dois objetos distantes. Com a Terra como o terceiro ponto do triângulo, eles podem estimar a distância de ambos os objetos da Terra.
O ACT é capaz de medir leves flutuações na radiação cósmica de fundo com grande precisão, o que ajuda a refinar as estimativas. Suzanne Staggs, da Princeton University, comentou:
O satélite Planck mediu a mesma luz, mas ao medir sua polarização com maior fidelidade, a nova imagem do Telescópio de Cosmologia Atacama revela mais dos padrões mais antigos que já vimos.
Resumindo: Novas observações da luz mais antiga do universo indicam que o cosmos tem 13,77 bilhões de anos e ajudam a resolver inconsistências com outras estimativas anteriores.
Publicado em 15/01/2021 20h46
Artigo original:
Estudo original: