ciência, cosmologia, universo
Universo em expansão…acelerada!
A descoberta foi tão impressionante que rendeu aos pesquisadores o prêmio Nobel de física em 2011
postado por jornalismo em 04/08/2016
No final do texto anterior, mencionei que abordaria neste texto uma outra solução das equações de Einstein, à qual é a base teórica da cosmologia hoje em dia. No entanto, gostaria de introduzir, em uma série de textos, primeiramente algumas evidências observacionais antes de introduzir o modelo teórico.
Em 1929, Edwin Hubble publica seu famoso artigo científico mostrando que o universo está em expansão. Ele estudou o movimento de 24 galáxias e concluiu que a grande maioria delas estava se afastando da Via Lactea – que é a galáxia na qual vivemos. A conclusão tirada foi que o universo está em expansão! Essa foi a primeira evidência experimental a favor da teoria do big bang, da qual o universo teria surgido após uma explosão inicial. Hubble também concluiu que quanto mais longe a galáxia estava de nós, mais rápido ela se afastava. Os físicos teóricos já estudavam as possibilidades do que estava acontecendo lá fora na escuridão do universo mesmo antes de termos evidências experimentais. Imaginavam, como diria Marcelo Gleiser, qual poderia ser a dança do universo. Baseados no comportamento observado por nós de que em todo o sistema solar a gravidade é sempre atrativa, após os resultados de Hubble, acreditava-se que a expansão do universo seria naturalmente desacelerada. Em outras palavras, apesar das galáxias estarem se afastando uma das outras, a velocidade do afastamento tenderia a ser menor conforme o tempo passasse devido à atração gravitacional entre elas.
Cabe aqui uma analogia para que o leitor não fique perdido. Imagine que você vá a uma festa de aniversário e pegue um daqueles balões de aniversário. Agora você usa um canetão, daqueles com ponta macia para não rasgar a bexiga, e marca a superfície do balão com vários pontos (ao invés de pontos você pode desenhar mini-galáxias para que a analogia fique ainda melhor). Agora você segue sua intuição e assopra o balão. Ao encher você vê as mini-galáxias se afastarem uma das outras. Imagine-se sentado em qualquer uma dessas galáxias. Ao observar as outras, você verá que todas elas estão se afastando de você! Sabemos que as interações entre as moléculas que constituem o balão tendem a mantê-lo vazio, fazendo, portanto, o papel da gravidade nesta analogia.
As observações feitas por Hubble foram surpreendentes porque a maioria dos físicos da época acreditava que o universo era estático, ou seja, nenhuma galáxia no universo estaria se movendo em relação às outras. Porém, uma vez que o universo estava em expansão, a outra coisa natural de se acreditar era que o universo estava em expansão desacelerada devido à força gravitacional.
No entanto, em 1998, a natureza nos surpreendeu novamente. Um grupo observacional, liderado pelo pesquisador Saul Perlmutter, e outro pelos pesquisadores Adam Guy Riess e Brian P. Schmidt, conseguiram inferir o movimento de galáxias ainda mais distantes do que as que Hubble conseguiu. A conclusão tirada por eles foi de que o universo está em expansão acelerada!!! A descoberta foi tão impressionante que rendeu aos pesquisadores acima o prêmio Nobel de física de 2011. O leitor mais atento já deve estar se perguntando, se a gravidade é sempre atrativa, até onde sabemos, o que é que pode estar fazendo as galáxias se afastarem uma das outras de maneira acelerada? Qual é a explicação para este comportamento estranho que foge muito da nossa intuição do dia-a-dia? Na verdade, este é um dos grandes mistérios da ciência hoje em dia. Sabemos o seu efeito – o universo expande aceleradamente – mas até hoje nem o mais sábio dos cientistas tem a resposta para a causa. Este fenômeno intrigante recebe um nome especial, energia escura.
No próximo texto, abordaremos outro grande mistério da cosmologia, a matéria escura.
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Renato Costa é doutor em Cosmologia pelo Instituto de Física Teórica da UNESP. Atualmente é pesquisador na Universidade de Cape Town na África do Sul.
Carol Girotti
Gostei do exemplo das bexigas.. Texto de fácil leitura excelente.
05/08/2016 às 9:46 pm
Como colocou o Kauhan texto de fácil entendimento… mistérios da Via Láctea.
04/08/2016 às 2:17 pm
Muito bom o texto! De fácil entendimento e deixa a vontade de continuar lendo mais sobre.
JOSÉ CARLOS DIAS BARROS
04/08/2016 às 11:26 am
Será que estamos a beira de uma força gravitacional de um barraco negro, sendo que a força gravitavionais das galáxias é menor que a força deste barraco negro?
04/08/2016 às 2:32 pm
Fala garoto! O problema da sua hipótese é que o universo está expandindo em todas as direções! Logo, somente um buraco negro não daria conta de fazer o universo todo acelerar. Teria de haver um numero enorme de buracos negros fora do nosso horizonte observável e isso seria um modelo muito colocado a mão. Seria algo parecido com os epiciclos de Ptolomeu que causaram mais confusão do que resolveram de fato o problema. Valeu pela reflexão! 😉