Esquema da medição do espectro do Quasar HS 1549+1919, pelos telescópios do VLT (ESO, Chile), Keck e Subaru (Havai). (Copyright © Swinburne Astronomy Productions)
Recorrendo a alguns dos espectrógrafos mais precisos do mundo – UVES (telescópios VLT, do ESO), HIRES (telescópios Keck) e HDS (telescópio Subaru) – uma equipa internacional, da qual faz parte Carlos Martins (IA/CAUP), procurou variações de velocidade relativa no espectro de absorção do Quasar HS 1549+1919. Essas variações permitem medir a constante de estrutura fina (α ou Alfa), uma das constantes fundamentais do Universo, cujo valor caracteriza o comportamento de uma das forças fundamentais do Natureza – a força eletromagnética.
A luz deste Quasar, situado a 11,5 mil milhões de anos-luz, atravessou três galáxias diferentes, respetivamente há 10, 9 e 8 mil milhões de anos atrás. Cada uma delas absorveu parte do espectro do Quasar, deixando nessa absorção pistas de como a força eletromagnética se comportava em cada uma dessas épocas.
Tyler Evans (CAS, U. Swinburne), o primeiro autor deste artigo, explica que “nós dividimos a luz, de forma muito precisa, nas suas cores constituintes, produzindo um arco-íris com uma espécie de “código de barras” de cores em falta. Este padrão permite-nos medir o comportamento do eletromagnetismo”.
A necessidade de usar os três grandes telescópios surge dos erros nas medições. É que, a existirem variações de Alfa, como alguns estudos anteriores sugeriam, estas serão muito pequenas. Comparando as três medições é possível minimizar os erros de medição.
Carlos Martins (Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço/Centro de Astrofísica, Universidade do Porto), um dos co-autores do artigo, comenta que “para realizar estes testes, é necessário levar os atuais espectrógrafos até ao limite, e melhora-los é fundamental para a cosmologia moderna.”
Depois de corrigidos os erros, os dados dos três telescópios dão a mesma resposta: Se nos últimos 10 mil milhões de anos houve alguma uma variação de Alfa, e por consequência, da força eletromagnética, terá sido uma variação inferior a algumas partes por milhão. Segundo Michael Murphy (CAS, U. Swinburne), outros dos co-autores do estudo “penso que esta terá sido a medição mais precisa do género, até à data”.
Além das possíveis variações de Alfa, este estudo serviu também para tentar desvendar um dos maiores enigmas da cosmologia moderna – a verdadeira natureza da Energia Escura. O estudo da energia escura é um dos objetivos do projeto FCT do CAUP: O Lado Escuro do Universo.
Carlos Martins, o investigador principal deste projeto, diz que “estas novas técnicas são importantes para a preparação de testes semelhantes, a serem realizados pelo ESPRESSO, e pelo European Extremely Large Telescope (E-ELT, do ESO), dois projetos nos quais o CAUP está bastante envolvido”.
A física por detrás destas constantes fundamentais do Universo, como a constante de estrutura fina, é ainda um mistério para a cosmologia moderna. Estas aparecem no modelo padrão da física de partículas como parâmetros que não podem ser calculados, tendo de ser medidos em laboratório, com os respetivos valores inseridos à mão no modelo.
A existir, uma Grande Teoria Unificada terá de prever a existência e os valores destas constantes, além de explicar qual a sua dependência de outros parâmetros.
Mais informações disponíveis no Comunicado de Imprensa do CAUP.
1 comentário
Eu já acho que uma das variáveis que compõem essa constante fundamental esta errada.
Que é a constante de Huble.
E digo isso porque parte da energia da luz pode perder energia por colidir com neutrinos ou outros
claro, teria que testar .. mas por acaso alguém já se esforçou a fazer isto? ou teve alguma conclusão neste sentido pelo menos?