E o universo ficou mais velho… e diferente

Telescópio do Polo Sul (WikiMedia Commons)

Telescópio do Polo Sul. Imagem da WikiMedia Commons.
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Quando eu publiquei o post O universo antigo produzia mais estrelas do que se pensava, eu tive que escolher entre vários press-releases sobre o mesmo assunto. Eu traduzi o da Universidade de Chicago, mas havia também os da National Science Foundation, “Telescópios Financiados pela NSF no Polo Sul e Chile descobrem bursts de formação de estrelas no universo primitivo”, da Fundação Kavli, “Testemunhando starbursts em galáxias jovens”, da Universidade do Arizona, “[O Telescópio] ALMA expõe  fábricas de estrelas escondidas no universo jovem”, do National Radio Astronomy Observatory, “[O Telescópio] ALMA descobre “monstruosas” galáxias starburst no universo jovem”, da Carnegie Institution, “Descobertas galáxias antigas e extremamente ativas”, e outros dois com o mesmo título: “[O Telescópio] ALMA reescreve a história do baby boom estelar do Universo”, um da Universidade McGill e outro do European South Observatory.

É claro que todo este fuzuê sobre a descoberta tinha um motivo bem claro: os cálculos dos astrofísicos sobre a linha-do-tempo da formação de estrelas, galáxias e do próprio universo continham algum erro.

Imediatamente me ocorreu entrar em contato com o scibling Ethan Siegel do Starts With a Bang, mas diversas outras coisas (combinadas com meu raro talento em procrastinar) foram “deixando-para-depois” e, quando finalmente eu acessei o blog dele, me deparei com o post “O que todos deveriam saber sobre o universo, na véspera [da divulgação dos dados] do [Telescópio Espacial] Planck”. Bem… se Ethan esperava alguma novidade importante dos dados do Planck, eu também poderia…

Imagem do Fundo Cósmico de Micro-ondas obtida pelo Satélite Planck.
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Agora, esta figura já é conhecida por todos e as agências de notícias já comentaram que o Universo é, pelo menos, 80 milhões de anos mais velho do que se calculava. Mas, como eu esperava, Ethan chama a atenção para diversas outras novidades em seu post “Do que é feito todo o Universo, graças ao Planck”. E eu vou tomar a liberdade de kibar desavergonhadamente o post dele. Espero que me perdoem se eu não reproduzir algumas das ilustrações do post do Ethan porque elas são demasiado técnicas. Por mais que eu ame a física quântica e a astrofísica, quando começam a argumentar “se o hamiltoniano é hermitiano”, eu me sinto como o cachorrinho que caiu do caminhão de mudanças…

Comparação da Resolução das imagens Cobe, WMAP e Planck.

Comparação da Resolução das imagens Cobe, WMAP e Planck. Crédito: NASA Jet Propulsion Laboratory, CalTech.

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A primeira coisa que Ethan enfatiza é a qualidade da imagem fornecida pelo Planck. Como diz ele, na década de 1990 o satélite  Cosmic Background Explorer (COBE ou Explorador do Fundo Cósmico) nos deu uma primeira imagem difusa do Fundo Cósmico de Micro-ondas (Cosmic Microwave Background, ou simplesmente CMB). Se você está pensando naquele eco do Big Bang descoberto quase que por acaso por Penzias e Wilson em 1965, está correto! A primeira imagem disto foi obtida na década de 1990 pelo satélite Cobe, com uma resolução de imagem de cerca de 7 graus, e a sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) da NASA obteve, em 2006, após muita filtragem dos ruídos das emissões “atuais”, uma imagem bem mais nítida do CMB, com uma resolução de cerca de meio grau. Agora, também após um exaustivo processo de filtragem do ruído, o Planck chegou ao limite de resolução possível; Ethan enfatiza que o problema não é o da sensibilidade dos instrumentos do Planck, mas da própria natureza do universo!

A segunda coisa que ele realça é que o universo não só é composto de mais matéria do que se pensava, como também está se expandindo mais devagar do que se calculava. O Parâmetro de Hubble medido pelo Planck é tão menor do que aquele que se usava que, se fosse ele a única diferença encontrada, significaria que o universo seria um bilhão de anos mais velho do que se pensava! (Só que não…) As quantidades de matéria normal e escura são bem maiores do que se acreditava, sobrando uma fatia menor para a energia escura. Em lugar de 73% de energia escura, o Planck nos diz que é algo na faixa de 68 a 69%; a matéria escura deve ficar entre 26 a 26,5% e a matéria bariônica (ou “normal”, da qual somos feitos nós e as estrelas) não é mais só 4,6% do universo: o número subiu para 4,9%. Ah!… Sim… E, em tanto quanto o Planck tem a nos dizer, não há uma “curvatura” no universo: ele é “plano”.

Em outras palavras, existe um pouco mais de matéria normal, uma quantidade significativamente maior de matéria escura e uma quantidade significativamente menor de energia escura do que pensávamos! De forma que, enquanto a taxa de expansão menor nos diz que o universo é mais velho do que acreditávamos, o aumento de matéria (e diminuição da energia escura) nos diz que o universo é mais jovem do que seria de outra forma!

Um universo que fosse composto por 100% de matéria normal + matéria escura, teria apenas uns 10 bilhões de anos, porém o nosso parece ser dividido em cerca de 31,5% de matéria-total e 68,5% de energia escura. De forma que, quando ajustamos nossos atuais dados, chegamos a um universo com 13,81 bilhões de anos, ou seja: 80 milhões de anos mais velho do que nossa melhor estimativa anterior.

Outra coisa que se procurou entre os dados do Planck foi a “assinatura” de ondas gravitacionais primevas, o que corroboraria certos modelos da inflação do universo e descartaria outros. Os dados de polarização ainda estão sendo analisados, mas, por enquanto, nada definitivo emergiu.

Finalmente, os dados confirmam algo muito esquisito, já notado anteriormente: existe um alinhamento das anomalias locais do CMB com o eixo de nossa galáxia, algo que os astrofísicos chamam jocosamente de “eixo do mal”.


Crédito da imagem: ESA e a Colaboração Planck (essa eu não achei o original e kibei direto do blog do Ethan)

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Discussão - 2 comentários

  1. João Carlos disse:

    Obrigado, mas é sempre bom lembrar que ele é todo baseado no artigo (linkado) do Ethan Siegel. E, realmente, a expressão “Eixo do Mal”, se não foi cunhada por Magueijo, ao menos ficou conhecida através dele.

  2. cesarious disse:

    parabéns, excelente artigo.
    ah, e sobre o “eixo do mal” me parece que é uma expressão do João Magueijo.

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