Tem 13,77 bilhões de anos, mais ou menos 40 milhões de anos.
A luz antiga do Big Bang revelou uma nova estimativa precisa para a idade do universo: 13,77 bilhões de anos, mais ou menos 40 milhões de anos.
A nova estimativa, baseada em dados de uma série de telescópios no deserto chileno de Atacama, também pesa sobre uma das divergências mais importantes da astrofísica: Qual a velocidade da expansão do universo? Descrito em dois trabalhos científicos, o novo resultado dá um impulso significativo a um lado do desacordo, embora os físicos não pudessem provar que o outro lado da disputa estava errado.
Aqui está o problema: os físicos precisam entender a taxa de expansão do universo para entender a cosmologia – a ciência do passado, presente e futuro de todo o universo. Eles sabem que uma substância misteriosa chamada energia escura está fazendo com que o universo se expanda (a uma taxa sempre crescente) em todas as direções. Mas quando os astrônomos apontam seus telescópios para o espaço para medir a constante de Hubble (H0) – o número que descreve como rapidamente o universo está se expandindo a diferentes distâncias de nós ou de outro ponto – eles apresentam números que discordam entre si, dependendo do método que usam.
Um método, baseado em medições de quão rápido as galáxias próximas estão se afastando da Via Láctea, produz um H0. Outro método, baseado no estudo da luz mais antiga no espaço, ou fundo cósmico de microondas (CMB)), produz outro H0. Essa discordância deixou os cientistas se perguntando se há algum ponto cego importante em suas medidas ou teorias, como a Live Science relatou anteriormente. Esses novos resultados parecem mostrar que não houve erros de medição no lado do CMB.
“Encontramos uma taxa de expansão correta na estimativa da equipe de satélites Planck”, que é outro estudo da CMB, disse o astrofísico da Universidade de Cornell, Steve Choi, principal autor de um dos dois novos artigos, em comunicado. “Isso nos dá mais confiança nas medições da luz mais antiga do universo”.
Os dados do satélite Planck, divulgados em 2018, foram as medidas mais importantes da CMB até agora. Com um nível de precisão sem precedentes, eles mostraram como as medidas de H0 do CMB discordam das medidas baseadas no movimento de galáxias próximas.
Esses novos resultados recalcularam a medição do CMB do zero, usando um conjunto totalmente diferente de dados e cálculos do telescópio, e obtiveram resultados muito semelhantes. Isso não prova que a medição de H0 no CMB esteja correta – ainda pode haver algum problema com as teorias da física usadas para fazer o cálculo – mas sugere que não há erros de medição nesse lado da discordância.
Baseando-se em dados do Telescópio de Cosmologia de Atacama (ACT) no deserto de Atacama, no Chile, os pesquisadores detectaram pequenas diferenças entre diferentes partes do CMB – que parecem ter diferentes níveis de energia em diferentes partes do céu. O CMB, formado como o universo resfriado após o Big Bang, é detectável em todas as direções no espaço como um brilho de microondas. São mais de 13 bilhões de anos-luz à distância, uma relíquia de um tempo antes da formação de estrelas e galáxias.
Combinando teorias sobre como o CMB se formou com medidas precisas de suas flutuações, os físicos podem determinar a rapidez com que o universo estava se expandindo naquele momento. Esses dados podem ser usados para calcular H0.
O ACT varreu metodicamente metade do céu entre 2013 e 2016, observando particularmente a luz de microondas. Depois, os pesquisadores passaram anos limpando e analisando os dados com a ajuda de supercomputadores, removendo outras fontes de microondas que não fazem parte do CMB, para montar um mapa completo do CMB. O tempo todo, eles “se cegaram” às implicações de seu trabalho, escreveram em seus artigos, o que significa que não examinaram como suas escolhas afetaram as estimativas de H0 até o final. Somente quando o mapa completo do CMB foi concluído, os pesquisadores o usaram para calcular o H0.
O novo mapa do CMB também ofereceu uma nova medida para a distância entre a Terra e o CMB. Essa distância, combinada com uma nova medida de quão rápido o universo se expandiu ao longo do tempo, permitiu um cálculo preciso da idade do universo.
“Eu não tinha uma preferência particular por nenhum valor específico – seria interessante de uma maneira ou de outra”, disse Choi.
Ainda é possível, como a Live Science relatou anteriormente, que algum erro nessas teorias esteja atrapalhando o cálculo. Mas não está claro qual seria o erro.
A outra abordagem para calcular o H0 se baseia em estrelas pulsantes conhecidas como cefeidas, que residem em galáxias distantes e pulsam regularmente. Essa pulsação cronometrada permite que os pesquisadores realizem cálculos precisos de seus movimentos e distâncias da Terra.
Com essas medições diretas de velocidade, é bastante simples propor uma medição de H0. Não há teorias cosmológicas complicadas envolvidas. Mas é possível, como alguns cientistas propuseram, que nossa região do universo seja estranhamente vazia e não representativa de todo o universo. É até possível que haja problemas de medição com as cefeidas e que esses paus de medição cósmicos não funcionem exatamente como os físicos esperam.
Por enquanto, o verdadeiro H0 permanece um mistério. Mas os pesquisadores da CMB têm mais munição para o lado do desacordo.
Os dois novos artigos que descrevem a nova análise foram publicados em 14 de julho no banco de dados de pré-impressão arXiv e submetidos à revisão formal por pares.
Publicado em 19/07/2020 05h44
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