O mistério do tamanho real do Universo:código promocional da betânia

Desde que o universo surgiu há cercacódigo promocional da betânia13,8 bilhõescódigo promocional da betâniaanos, ele vem se expandindo.

Mas, como tampouco sabemoscódigo promocional da betâniaidade precisa, é difícil determinar até que ponto ele se estende além dos limites do que podemos ver.

No entanto, os astrônomos tentaram usar uma propriedade para descobrir, um número conhecido como constantecódigo promocional da betâniaHubble.

"É uma medidacódigo promocional da betâniaquão rápido o universo está se expandindo agora", diz Wendy Freedman, astrofísica da Universidadecódigo promocional da betâniaChicago, nos EUA, que dedicacódigo promocional da betâniacarreira a fazer estas medições.

"A constantecódigo promocional da betâniaHubble estabelece a dimensão do universo, tanto seu tamanho quantocódigo promocional da betâniaidade", acrescenta.

Pense no universo como um balão que infla.

À medida que as estrelas e galáxias, pontos na superfíciecódigo promocional da betâniaum balão, se separam mais rapidamente, maior é a distância entre elas.

Da nossa perspectiva, isso significa que quanto mais longe uma galáxia estácódigo promocional da betânianós, mais rápido ela se afasta.

Infelizmente, quanto mais os astrônomos calculam esse número, mais ele parece desafiar as previsões baseadascódigo promocional da betânianossa compreensão do universo.

Um métodocódigo promocional da betâniamedir diretamente nos dá um certo valor, enquanto outra medição, que se baseia na nossa compreensãocódigo promocional da betâniaoutros parâmetros sobre o universo, diz algo diferente.

Ou as medidas estão incorretas ou há algocódigo promocional da betâniaerrado na maneira como pensamos que nosso universo funciona.

Mas os cientistas acreditam que agora estão mais pertocódigo promocional da betâniaencontrar uma resposta, graçascódigo promocional da betâniagrande parte a novos experimentos e observações destinadas a descobrir o que é exatamente a constantecódigo promocional da betâniaHubble.

"O que enfrentamos como cosmologistas é um desafiocódigo promocional da betâniaengenharia: como medimos essa quantidade da forma mais precisa e exata possível?", afirma Rachael Beaton, astrônoma que trabalha na Universidadecódigo promocional da betâniaPrinceton, nos EUA.

Para enfrentar este desafio, diz ela, não só é preciso obter os dados para poder medir, como também verificar as medidascódigo promocional da betâniatodas as maneiras possíveis.

"Da minha perspectiva como cientista, isso é mais como montar um quebra-cabeça do que estar dentrocódigo promocional da betâniaum mistério no estilo Agatha Christie."

A primeira medição da constantecódigo promocional da betâniaHubble, feitacódigo promocional da betânia1929 pelo astrônomo Edwin Hubble, que deu nome a ela, foicódigo promocional da betânia500 km por segundo por megaparsec (km/s/Mpc).

O megaparsec é uma unidadecódigo promocional da betâniadistância usadacódigo promocional da betâniaastronomia equivalente a 3,26 milhõescódigo promocional da betâniaanos-luz.

O valor calculado pelo cientista indica que para cada megaparsec mais longe da Terra que você olha, as galáxias que você vê estão se afastandocódigo promocional da betânianós 500 km/s mais rápido do que aquelas que estão a um megaparsec mais perto.

Maiscódigo promocional da betâniaum século após a primeira estimativacódigo promocional da betâniaHubble da taxacódigo promocional da betâniaexpansão cósmica, esse número foi revisto várias vezes.

As estimativascódigo promocional da betâniahoje variam entre 67 e 74 km/s/Mpc.

Parte do problema é que a constantecódigo promocional da betâniaHubble pode ser diferente dependendocódigo promocional da betâniacomo é medida.

A maioria das descrições da discrepância da constantecódigo promocional da betâniaHubble diz que há duas maneirascódigo promocional da betâniamedir seu valor.

Uma delas observa a velocidade com que as galáxias próximas estão se afastandocódigo promocional da betânianós, enquanto a segunda usa a radiação cósmicacódigo promocional da betâniafundocódigo promocional da betâniamicro-ondas (CMB, na siglacódigo promocional da betâniainglês) — vestígioscódigo promocional da betânialuz do Big Bang.

Ainda podemos ver essa luz hoje, mas como as partes distantes do universo estão se afastandocódigo promocional da betânianós, a luz se estendeucódigo promocional da betâniaondascódigo promocional da betâniarádio.

Esses sinaiscódigo promocional da betâniarádio, descobertos por acidente na décadacódigo promocional da betânia1960, nos dão uma ideiacódigo promocional da betâniacomo era o universo nos tempos mais remotos.

Duas forças concorrentes, a atração da gravidade e a pressão para fora da radiação, fizeram um cabocódigo promocional da betâniaguerra cósmico com o universo emcódigo promocional da betâniainfância.

Isso criou distúrbios que ainda podem ser vistos na radiação cósmicacódigo promocional da betâniafundocódigo promocional da betâniamicro-ondas como pequenas diferençascódigo promocional da betâniatemperatura.

Usando essas perturbações, é possível medir quão rápido o universo estava se expandindo logo após o Big Bang — e isso pode ser aplicado ao Modelo Padrãocódigo promocional da betâniaCosmologia para deduzir a taxa atualcódigo promocional da betâniaexpansão.

Este Modelo Padrão é uma das melhores explicações que temoscódigo promocional da betâniacomo o Universo começou, do que ele é feito e o que vemos ao nosso redor hoje.

Mas há um problema.

Quando os astrônomos tentam medir a constantecódigo promocional da betâniaHubble observando como as galáxias próximas estão se afastandocódigo promocional da betânianós, eles obtêm um valor diferente.

"Se o Modelo [Padrão] está correto, então você imaginaria que os dois valores, o que você mede hoje localmente e o valor que você deduz das primeiras observações, estariam alinhados", diz Freedman.

"E não estão."

Quando o satélite Planck da Agência Espacial Europeia (ESA, na siglacódigo promocional da betâniainglês) mediu as discrepâncias na CMB, primeirocódigo promocional da betânia2014 e depois novamentecódigo promocional da betânia2018, o valor obtido para a constantecódigo promocional da betâniaHubble foicódigo promocional da betânia67,4 km/s/Mpc.

Mas esse número é cercacódigo promocional da betânia9% menor do que o valor que astrônomos como Freedman mediram ao observar galáxias próximas.

Outras medições da CMBcódigo promocional da betânia2020 usando o Telescópiocódigo promocional da betâniaCosmologia do Atacama se correlacionam com os dados do satélite Planck.

"Isso ajuda a descartar que houve um problema sistemático com o Planck a partircódigo promocional da betâniaalgumas fontes", diz Beaton.

Se as mediçõescódigo promocional da betâniaCMB estiverem corretas, restam apenas duas possibilidades: ou as técnicas usando luzcódigo promocional da betâniagaláxias próximas não funcionam ou o Modelo Padrãocódigo promocional da betâniaCosmologia precisa ser alterado.

A técnica usada por Freedman e seus colegas é baseadacódigo promocional da betâniaum tipo específicocódigo promocional da betâniaestrela chamada variável cefeida.

Descobertas há cercacódigo promocional da betânia100 anos por uma astrônoma chamada Henrietta Leavitt, essas estrelas mudam seu brilho, pulsando mais fraco ou com mais intensidade ao longocódigo promocional da betâniadias ou semanas.

Leavitt descobriu que quanto mais brilhante a estrela, mais tempo leva para se iluminar, depois escurecer e então brilhar novamente.

Agora, os astrônomos podem dizer exatamente o quão brilhante uma estrela realmente é, estudando esses pulsoscódigo promocional da betâniabrilho.

Ao medir o quão brilhante ela nos parece da Terra e sabendo que a luz diminuicódigo promocional da betâniafunção da distância, esta técnica proporciona uma maneira precisacódigo promocional da betâniamedir a distância até as estrelas.

Freedman ecódigo promocional da betâniaequipe foram os primeiros a usar variáveis ​​cefeidascódigo promocional da betâniagaláxias vizinhas à nossa para medir a constantecódigo promocional da betâniaHubble utilizando dados do Telescópio Espacial Hubble.

Em 2001, eles calcularam 72 km/s/Mpc.

Desde então, o valor obtido a partir do estudocódigo promocional da betâniagaláxias locais tem giradocódigo promocional da betâniatorno do mesmo ponto.

Usando o mesmo tipocódigo promocional da betâniaestrela, outra equipe utilizou o Telescópio Espacial Hubblecódigo promocional da betânia2019 e chegou a 74 km/s/Mpc.

Apenas alguns meses depois, outro grupocódigo promocional da betâniaastrofísicos usou uma técnica diferente envolvendo a luz provenientecódigo promocional da betâniaquasares e obteve um valorcódigo promocional da betânia73 km/s/Mpc.

Se essas medidas estiverem corretas, então é possível pensar que o universo poderia crescer mais rápido do que as teorias do Modelo Padrãocódigo promocional da betâniaCosmologia permitem.

Isso pode significar que esse modelo, e com ele nossa melhor tentativacódigo promocional da betâniadescrever a natureza fundamental do universo, precisa ser atualizado.

No momento, não dá para responder ao certo. Mas, se for esse o caso, as implicações podem ser profundas.

"Isso pode nos indicar que está faltando alguma coisacódigo promocional da betânianosso Modelo Padrão", diz Freedman.

"Ainda não sabemos por que isso está acontecendo, mas é uma oportunidadecódigo promocional da betâniaavançarcódigo promocional da betâniadireção a uma descoberta."

Se o Modelo Padrão estiver errado, uma das primeiras coisas que pode significar é que nossos modeloscódigo promocional da betâniado que o universo é feito, as quantidades relativascódigo promocional da betâniamatéria bariônica ou "normal", matéria escura, energia escura e radiação, não estão muito certas.

Além disso, se o universo está realmente se expandindo mais rápido do que pensamos, ele poderia ser muito mais jovem do que os 13,8 bilhõescódigo promocional da betâniaanos que atualmente acredita-se que tenha.

Uma explicação alternativa para a discrepância é que a parte do universocódigo promocional da betâniaque vivemos écódigo promocional da betâniaalguma forma diferente ou especialcódigo promocional da betâniacomparação com o resto do universo, e essa diferença está distorcendo as medidas.

"Está longecódigo promocional da betâniaser uma analogia perfeita, mas você pode pensarcódigo promocional da betâniacomo a velocidade ou aceleração do seu carro muda conforme você sobe ou desce uma colina, mesmo se você estiver aplicando a mesma pressão no pedal do acelerador", diz Beaton.

"Acho pouco provável que seja a causa principal da discrepância na constantecódigo promocional da betâniaHubble que vemos, mas também acho importante não ignorar o trabalho desses resultados."

Mas os astrônomos acreditam que estão mais pertocódigo promocional da betâniadeterminar qual é a constantecódigo promocional da betâniaHubble e qual das medidas está correta.

"O que é empolgante é que acredito que realmente vamos resolver issocódigo promocional da betâniaum períodocódigo promocional da betâniatempo bastante curto, sejacódigo promocional da betâniaum, dois ou três anos", afirma Freedman.

"Há tantas coisas vindo no horizonte e que vão melhorar a precisão com que podemos fazer essas medições que acho que vamos chegar ao fundo disso."

Uma dessas coisas é o observatório espacial Gaia da ESA, que foi lançadocódigo promocional da betânia2013 e tem medido as posiçõescódigo promocional da betâniacercacódigo promocional da betânia1 bilhãocódigo promocional da betâniaestrelas com alto graucódigo promocional da betâniaprecisão.

Os cientistas o estão usando para calcular as distâncias até as estrelas com uma técnica chamada paralaxe.

À medida que este observatório espacial orbita ao redor do Sol, seu pontocódigo promocional da betâniavista no espaço muda, assim como se você fechasse um olho e olhasse para um objeto, e depois olhasse com o outro olho, o objeto parece estarcódigo promocional da betâniaum lugar ligeiramente diferente.

Portanto, ao estudar objetoscódigo promocional da betâniadiferentes épocas do ano durantecódigo promocional da betâniaórbita, Gaia permitirá aos cientistas calcular com precisão a velocidade com que as estrelas estão se afastando do nosso próprio Sistema Solar.

Outro recurso que ajudará a responder qual é o valor da constantecódigo promocional da betâniaHubble é o Telescópio Espacial James Webb, que será lançado no fimcódigo promocional da betânia2021

Ao estudar os comprimentoscódigo promocional da betâniaonda infravermelhos, permitirá melhores medições que não serão obscurecidas pela poeira existente entre nós e as estrelas.

No entanto, se descobrirem que a diferença na constantecódigo promocional da betâniaHubble persiste, será a horacódigo promocional da betâniauma nova física.

E embora muitas teorias tenham sido apresentadas para explicar a diferença, nenhuma se encaixa perfeitamente com o que vemos ao nosso redor.

Cada teoria possível tem um inconveniente.

Por exemplo, pode ser que houvesse outro tipocódigo promocional da betâniaradiação no início do universo, mas medimos a CMB com tal precisão que não parece provável.

Outra opção é que a energia escura pode mudar com o tempo.

"Parecia uma linhacódigo promocional da betâniaestudo promissora a seguir, mas agora existem outras limitações sobre quanto a energia escura pode mudarcódigo promocional da betâniafunção do tempo", afirma Freedman.

"Teria que ser feitocódigo promocional da betâniauma forma realmente artificial e isso não parece muito promissor."

Uma alternativa é que havia energia escura presente no universo primitivo que simplesmente desapareceu, mas não há nenhuma razão óbvia para que isso acontecesse.

Tudo isso obrigou os cientistas a vislumbrar novas ideias que poderiam explicar o que está acontecendo.

"As pessoas estão trabalhando muito, é empolgante", acrescenta Freedman.

"Só porque ninguém ainda descobriu o que [a explicação] é, não significa que uma boa ideia não aparecerá."

Dependendo do que esses novos telescópios revelem, Beaton e Freedman podem se vercódigo promocional da betâniameio a um mistério dignocódigo promocional da betâniaum romancecódigo promocional da betâniaAgatha Christie.

* Abigail Beall é jornalista científica independente e autora do livro "The Art of Urban Astronomy" ("A Arte da Astronomia Urbana",código promocional da betâniatradução literal).

código promocional da betânia Leia a versão original código promocional da betânia desta reportagem (em inglês) no site BBC Future código promocional da betânia .

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