WMAP observa o primeiro bilionésimo de segundo do Universo

2006-03-29

Em cima: A expansão do Universo, durante a maior parte da sua história, foi relativamente gradual. A noção de inflação foi proposta, pela primeira vez, há 25 anos. As novas observações do WMAP são favoráveis a modelos de inflação específicos em detrimento de outros. Crédito: NASA/WMAP Science Team. Em baixo: A nova imagem detalhada do Universo, produzida pelo WMAP. As zonas mais quentes são indicadas a vermelho e a azul as mais frias. As barras brancas indicam a direcção de polarização da luz mais antiga. Estes dados ajudam a descobrir a altura em que se formaram as primeiras estrelas e fornecem novas pistas sobre os eventos que ocorreram durante o primeiro bilionésimo de segundo do Universo. Crédito: NASA/WMAP Science Team.
Observando a luz mais antiga do Universo, os cientistas encontraram os primeiros sinais que sustentam o conceito de inflação. Genericamente, este conceito afirma que, logo após o Big Bang, o Universo se expandiu de uma forma impressionante, aumentando de tamanho vários biliões de vezes em menos de um bilionésimo de segundo. Nesta ínfima fracção de tempo, deram-se mudanças cruciais: flutuações quânticas – explosões de energia de curta duração ocorridas a um nível subatómico – converteram-se, pela rápida expansão inflacionária, em flutuações de matéria que ulteriormente permitiram a formação das estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
e das galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
.

O conceito de inflação surgiu como um conceito teórico, produto de cálculos realizados por volta de 1980, mas tem vindo a obter algum apoio das observações reais. Isto graças ao satélite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) que durante três anos realizou observações contínuas da radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
cósmica de fundo. Esta radiação é o registo fossilizado do que aconteceu nos primeiros tempos do Universo e incorpora alguns padrões indicadores das condições muito específicas existentes no Universo primitivo. Quanto mais tempo o WMAP observa, mais consegue revelar sobre o crescimento do Universo, a partir das flutuações quânticas microscópicas até à vasta extensão de estrelas e galáxias que hoje se pode observar.

Os resultados anteriores do WMAP incidiram nas variações de temperatura da radiação cósmica de fundo e forneceram uma idade precisa para o Universo, assim como informações sobre a sua geometria e a sua composição. As novas observações revelam agora não apenas um mapa de temperaturas mais detalhado (com flutuações inferiores a 1 milionésimo de grau), mas também o primeiro mapa completo do céu para a polarização da radiação cósmica de fundo. O sinal da polarização é 100 vezes mais fraco que o sinal da temperatura e este importante avanço irá permitir aos cientistas adquirirem um conhecimento mais aprofundado do que aconteceu durante o primeiro bilionésimo de segundo do Universo.

Com um mapa de temperaturas mais rico e um novo mapa de polarização, a equipa do WMAP anunciou dois resultados importantes. Um deles relaciona-se com uma determinação mais precisa da altura em que se formaram as primeiras estrelas. Calcula-se que elas se terão formado 400 milhões de anos após o Big Bang, depois do desaparecimento da luz primordial, a que se seguiu um período de escuridão. O outro resultado tem a ver com a primeira evidência cósmica da teoria da inflação ou, pelo menos, com a confirmação de algumas das suas previsões, que vem favorecer a versão mais simples desta teoria.

Com efeito, a comparação entre o brilho
brilho
O brilho de um astro refere-se à quantidade de luz que dele provém, ou seja, a quantidade de energia por ele emitida por unidade de área por unidade de tempo. Dado que o brilho observado, ou medido, depende da distância ao objecto, distingue-se o brilho aparente (quando medido a uma determinada distância), do brilho intrínseco (conceptualmente medido na supefície do próprio astro).
dos padrões mais extensos e o dos mais compactos que se observam na radiação cósmica de fundo ajuda a contar a história do Universo primitivo. Durante muito tempo manteve-se a hipótese de que o brilho seria igual para padrões de todos os tamanhos. Em contraste, a versão mais simples da inflação prevê que o brilho relativo decresça à medida que os padrões se vão tornando mais pequenos, e é esta a tendência verificada nos novos dados do WMAP.

A teoria da inflação prevê ainda que as flutuações de maior extensão correspondem às de maior intensidade. Estas terão produzido ondas gravitacionais primordiais, cuja distorção do espaço-tempo
espaço-tempo
O espaço-tempo é um conceito único introduzido por Albert Einstein no âmbito da Teoria da Relatividade Geral, que reconhece a união do espaço e do tempo.
terá deixado uma marca na polarização da radiação cósmica de fundo. Se nas próximas observações forem detectados sinais de ondas gravitacionais polarizadas, os cientistas estarão perante uma confirmação sólida da teoria da inflação.

Fonte da notícia: http://www.nasa.gov/home/hqnews/2006/mar/HQ_06088_cassini_saturns_moon77491.html