terça-feira, 19 de julho de 2016

Novo mapa 3D do universo conta com mais de 1,2 milhão de galáxias




O mapa astronômico acima não mostra estrelas, e sim galáxias – são 1,2 milhão delas, para ser exato, um novo recorde para astrônomos. Essa nova varredura 3D extraordinária do universo oferece mais evidências de que uma substância misteriosa conhecida como energia escura é a provável causa da expansão do universo a uma velocidade cada vez maior.

O mapa abrange 650 bilhões de anos-luz cúbicos do espaço – cerca de um quarto do céu – e exigiu o trabalho de centenas de cientistas no Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). O BOSS é um programa dentro do Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) que mede as ondas de som no universo antigo que deixaram impressões fracas na radiação cósmica de fundo após o Big Bang. Elas também deixaram impressões na distribuição das galáxias, que é o que o BOSS usou para mapear as posições e distâncias das galáxias através do tempo.

E o novo mapa não é apenas uma bela imagem cósmica. Ele oferece uma das medições mais precisas já feitas da expansão do universo, e confirma uma teoria defendida por físicos de que a energia escura está causando essa expansão.

O erro de Einstein
Quando Albert Einstein propôs pela primeira vez a sua teoria geral da relatividade em 1916, ele não sabia que o universo estava em expansão. Como todo mundo na época, ele acreditava que o cosmos era fixo, e a única forma que ele poderia formular equações para trabalhar com um universo estático era ao introduzir um fator de correção matemática apelidado por ele de “constante cosmológica”, simbolizada pela letra grega lambda. Sem ele, o universo ou teria contraído ou expandido.

Einstein teve que revisar a ideia quando o astrônomo americano Edwin Hubble descobriu em 1929 que o universo estava em expansão. Einstein considerava esse o maior erro da sua carreira. Então, em 1998, duas equipes de cientistas que estudavam supernovas descobriram não só que as galáxias distantes estavam se afastando de nós, como estavam fazendo isso em um ritmo cada vez mais rápido.

A partir daí físicos propuseram que o cosmos está cheio de energia escura, embora eles não saibam explicar exatamente o que seja isso. Uma das explicações mais promissoras é de que Einstein estava certo na sua proposta de constante cosmológica – exceto que agora, em vez de manter o universo estático, ela servia como uma espécie de força contrária à gravidade, fazendo o universo expandir a taxas cada vez maiores.

Universo em expansão
Os dados coletados pelo BOSS – que precisaram considerar as taxas nas quais as galáxias estão se movendo – apoia com força esse modelo.


Imagem: Daniel Eisenstein e SDSS-III

Na imagem acima, cada ponto representa a posição de uma galáxia tanto quanto seis bilhões de anos no passado, dentro de apenas um vigésimo do céu que vemos acima de nós, abrangendo um segmento do universo de seis bilhões de anos-luz de largura, 4,5 bilhões de anos-luz de altura, e 500 milhões de anos-luz de espessura. O mapa contém 48.471 galáxias, o que representa cerca de 3% do que o BOSS estuda. (Há uma estimativa de que existam 100 bilhões de galáxias no universo).

A cor indica a distância relativa da Terra, na qual objetos amarelos são os mais próximos, e objetos roxos os mais distantes. As marcas cinzas são pequenas regiões sobre as quais não existem dados. As galáxias aparentam estar bastante aglomeradas, revelando superaglomerados e vazios.

Vamos colocar essa imagem em perspectiva. Vamos considerar que cada galáxia tenha uma média de 100 bilhões de estrelas. Cerca de 48.471 galáxias representam, portanto, aproximadamente 4.874.100.000.000.000 estrelas, ou um vigésimo do que foi estudado. Considerando isso, existem cerca de 100 quadrilhões de estrelas – um seguido de 18 zeros.


Imagem: Jeremy Tinker e SDSS-III

A imagem acima mostra um segmento do universo em três dimensões. O retângulo à esquerda mostra um recorde de 1.000 graus quadrados do céu contendo cerca de 120.000 galáxias, ou cerca de 10% do que foi estudado. As regiões mais claras correspondem a mais galáxias. “Vamos uma conexão dramática entre as impressões de ondas de som vistas no fundo cósmico de micro-ondas 400.000 anos após o Big Bang até o agrupamento das galáxias 7 a 12 anos bilhões de anos depois”, diz Rita Tojeiro, pesquisadora do BOSS e da Universidade de St. Andrews, em um comunicado.

Os dados do BOSS mostram que a energia escura – que dirige a expansão cosmológica – é consistente com a constante cosmológica com margem de erro de apenas 5%. Esse mapa também é totalmente consistente com o modelo cosmológico padrão (no qual o universo contém uma constante cosmológica), adicionando mais peso a essa teoria científica. Mais adiante, cosmólogos poderão usar essas informações para entender melhor as mecânicas precisas por trás da energia escura.



[arXiv]

Imagem de topo: Daniel Eisenstein e SDSS-III

FONTE: GIZMODO BRASIL/Mensageiro Sideral


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