Universo está se expandindo mais rápido do que pensávamos

O Telescópio Espacial que tanto amamos acaba de ser usado para descobrir que a expansão do universo é mais acelerada do que se pensava anteriormente.

De acordo com as medidas do Hubble, o universo está expandindo entre 5% e 9% mais rápido do que se pensava.

Isto foi determinado, comparando os seus resultados com os resultados obtidos de medições feitas da radiação cósmica de fundo.

Os astrônomos usaram a câmera WFC3 do Hubble para observar galáxias contendo duas réguas: estrelas variáveis Cefeidas e supernovas do Tipo Ia.
Unindo essas observações com técnicas avançadas de processamento de dados, eles conseguiram definir com maior precisão a chamada constante de Hubble e chegar à conclusão de que o universo está se expandindo mais rápido do que o esperado.

Cosmic distance ladder

Comecemos por esclarecer alguns conceitos:

A teoria mais vigente de formação do universo é a Teoria do Big Bang, que nos diz, de maneira simples, que o universo começou com uma explosão e desde então, algo que aconteceu há aproximadamente 13.8 bilhões de anos, ele vem se expandindo de forma ininterrupta.

No início a ideia de expansão do universo era somente uma hipótese, baseada nas equações da relatividade de Einstein. Porém, em 1930, essa hipótese foi demonstrada como verdadeira com as observações feitas por Edwin Hubble, que ao observar determinadas galáxias determinou que elas estavam se afastando de nós, cunhando assim o termo desvio para o vermelho (redshift, em inglês) nomeado em artigos científicos com a letra Z.

UGC 9391

Nessa época a ideia era que o universo se expandia a uma velocidade constante.
Contudo, em 1998, descobriu-se que essa expansão ocorria de forma acelerada.
Como os astrônomos não identificaram o responsável por essa aceleração, surgiu o conceito de energia escura, ou seja, uma energia que age de alguma forma e que é responsável pela aceleração da expansão do universo.

Óbvio que isso só foi possível com o avanço tecnológico e com a possibilidade de se construir equipamentos capazes de medir a radiação de fundo que permeia o universo, a chamada CMB.
Os principais equipamentos usados para medir essa radiação são o WMAP e o Planck, que medem essas flutuações de fundo, e o Hubble que consegue medir as coisas no chamado universo moderno.

Para que essas medidas sejam feitas com um grau de precisão aceitável, os astrônomos procuram por réguas no universo, objetos que têm um brilho bem definido e uma distância calculada com precisão.
E é aqui que entram dois personagens importantes em toda essa história:
(1) as estrelas variáveis Cefeidas: estrelas que produzem uma variação de brilho que pode ser medida, o que permite estabelecer uma relação precisa entre a luminosidade e o período de pulsação. Com isso, a sua distância é muito bem determinada. Isto faz com que elas sejam chamadas de réguas-padrão para as medidas de distância no universo.
(2) as supernovas do Tipo Ia: esse tipo de supernova é bem conhecido. Existe uma relação importante entre a luminosidade e o tempo decorrido depois da explosão. Com essa relação é possível calcular de maneira precisa a distância até à galáxia que abriga esse tipo de supernova.

Esses conceitos são muito mais complexos, mas esta é só uma pequena introdução para podermos falar da mais nova descoberta do Hubble.

Cepheids in UGC 9391

O Telescópio Espacial Hubble descobriu que a expansão do universo é mais acelerada do que se pensava anteriormente.
De acordo com as medidas do Hubble, o universo está expandindo entre 5% e 9% mais rápido do que se pensava.

Como foi feita a pesquisa?

Os astrônomos usaram a câmera WFC3 do Hubble para observar galáxias contendo as duas réguas referidas: estrelas variáveis Cefeidas e supernovas do Tipo Ia.
Unindo essas observações com técnicas avançadas de processamento de dados, eles conseguiram definir com maior precisão a chamada constante de Hubble e chegar à conclusão de que o universo está se expandindo mais rápido do que o esperado.

Os astrônomos conseguiram medir 2400 estrelas Cefeidas em 19 galáxias e 300 supernovas, ou seja, uma base de dados respeitada para se fazer os cálculos com precisão.

Com essas medidas, os astrônomos então refinaram o valor da chamada Constante de Hubble e estabeleceram um novo valor que tem somente 2.4% de incerteza.

Essas medidas feitas com o Hubble que usam objetos do universo “atual” contradizem as medidas feitas com os instrumentos WMAP e Planck que utilizam como medidores a radiação cósmica de fundo do universo e é nessa diferença, por exemplo, que pode estar a resposta para o que é a matéria escura, a energia escura e os neutrinos.

Imagine que você está construindo uma ponte, começando das duas extremidades, que seriam as medidas do Hubble e do WMAP e Planck, e você vem construindo a ponte, porém, quando chega no meio, onde era para tudo se encontrar, isso não acontece e uma parte não coincide com a outra. Os astrônomos agora querem saber porque isso aconteceu.

Essa descoberta pode ter um impacto muito grande no entendimento da energia escura e da matéria escura, muito provavelmente os responsáveis pela expansão acelerada do universo.

Com as medidas do Hubble, os astrônomos podem agora ir atrás das possíveis explicações:

1 – A energia escura pode estar empurrando as galáxias para longe umas das outras com uma força maior.

2 – O universo pode conter uma nova partícula subatômica, partícula essa que pode pertencer à chamada radiação escura, representada pelos neutrinos.

3 – A matéria escura, da qual pouco sabemos, pode conter ainda características mais estranhas e desconhecidas.

4 – A teoria de Einstein, usada como base para estabelecer a evolução do universo, pode estar incompleta em algum ponto.


O Hubble realmente é espetacular, pois desde o seu lançamento e usando todo o seu poderio, a estimativa da Constante de Hubble tem melhorado de forma significativa.
Os astrônomos esperam que no futuro próximo, com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb e com o WFIRST, essas medidas possam melhorar ainda mais, reduzindo mais a incerteza e encontrando a última peça desse quebra-cabeças bastante complexo.

Fontes: NASA, Hubblesite, Space Telescope, Comunicado de Imprensa, Artigo Científico.

4 comentários

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  1. Concordo também com você Mendonça, pois minha intuição resiste a idéia de que o universo teve um início, pela simples lógica de que é impossível se criar alguma coisa do nada. Portanto o Universo sempre existiu de toda a eternidade.

    1. O Nada para si tem uma definição diferente do Nada em Física 😉

    • Carlos Mendonça on 11/06/2016 at 16:01
    • Responder

    Caríssimos,
    Não gosto de comentar/ opinar sobre assuntos que não são da minha área técnica.
    No entanto, não resisto:
    O ser humano vive condicionado pelo seu “espacinho/ tempo”. Habituámo-nos a que tudo tem um princípio e um fim – a vida, os dias, os anos, etc. etc. Sem recorrer à teoria de que “no espaço” envelhecemos mais lentamente, porque não mudarmos completamente de paradigmas, pensarmos verdadeiramente numa relação espaço/ tempo como se não fôssemos os humanos de carne e osso condicionados como somos. Questionemo-nos: E se o Universo tivesse uma origem no tempo muito para lá da nossa capacidade imaginativa e se fosse infinito no espaço? É apenas uma mudança de “crença” tão lógica com qualquer outra, mas que mudaria muita coisa!
    Abraço a todos,
    Carlos Mendonça

    1. Carlos,

      Atualmente, pensa-se que o espaço será infinito e que o Universo teve origem “fora do tempo” a que estamos habituados…

      Por isso, não sei a que mudança de pensamento se refere 😉

      abraços

  1. […] Esse cenário tem a ver com o efeito da energia escura na expansão do universo. Lembrem-se que o Hubble já mostrou que o universo se expande mais rápido do que se pensava. […]

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