A luz mais antiga do Big Bang revelou a idade correta do Universo

A mais antiga luz já detectada do Big Bang revelou a melhor estimativa da idade do universo: 13,77 bilhões de anos com uma margem de erro de 40 milhões de anos para mais ou menos.

A nova estimativa, que se baseia em informações de um conjunto de telescópios no deserto do Atacama (Chile), traz implicações para outro problema cosmológico importante: a taxa de expansão do universo.

A importante questão

Os astrônomos deveriam descobrir a que velocidade o universo se expande para entender a cosmologia: a estrutura, evolução e origem do Universo. Já sabemos que a enigmática energia escura promove um aumento na velocidade da expansão do universo para todos os lados.

No entanto, quando os cientistas direcionam seus instrumentos para o céu com o propósito de calcular essa expansão através da constante de Hubble (H0) — um número que aponta a velocidade da expansão — os números não batem quando métodos diferentes são utilizados.

Por exemplo, quando medimos a que taxa as galáxias próximas se afastam de nós chegamos a um H0, ao estudarmos a radiação primordial do Big Bang, conhecida como radiação microondas de fundo (CMB, na sigla em inglês), o H0 é diferente. Apesar dessa discrepância deixar um ponto de interrogação os últimos resultados dos pesquisadores indica que as medições da CMB estão corretas.

Investigações anteriores sobre a idade do Universo

As novas medidas coincidiram aproximadamente com aquelas feitas pela sonda espacial Planck, outro estudo sobre a CMB, o que aumenta a confiabilidade dos resultados.

Uma característica fundamental da ciência é a reprodutibilidade dos resultados: outros cientistas realizarem o mesmo experimento e chegarem aos mesmos resultados. E foi o que aconteceu aqui: os resultados da CMB da sonda espacial Planck de 2018, os mais precisos até então, foram corroborados com os dados do Telescópio de Cosmologia do Atacama (TCA).

E a taxa de expansão ainda não coincide com a taxa em que galáxias próximas se afastam de nós.

Os resultados de ambos instrumentos foram muito similares apesar dos novos cálculos do CMB terem sido realizados do zero. Isso não quer dizer que sejam uma verdade absoluta, já que as teorias físicas utilizadas poderiam ser o problema. Mas as medições dos dois instrumentos parecem estar corretas.

Radiação microondas de fundo

A CMB é uma visão de antes da formação das estrelas do universo, um resquício do Big Bang. Ela se formou a medida que o universo foi resfriando depois do Big Bang e pode ser detectada em qualquer direção do espaço como radiação de microondas.

Ao integrar teorias da física sobre a formação da CMB e suas variações os cientistas conseguem saber qual era a velocidade em que o universo se expandia naquela ocasião. Posteriormente essa informação foi usada para o cálculo do H0.

Como os estudos foram realizados

Foram três anos de detecções metódicas da radiação de microondas pelo TCA, de 2013 a 2016. Vários outros anos foram necessários para polir os dados com o uso de supercomputadores chegando a um mapa final de todo o CMB. Apenas no final do processo o mapa foi utilizado para o cálculo do H0.

Para o novo cálculo da idade do universo os cientistas usaram o novo mapa da CMB para descobrir a distância entre a Terra e a CMB. Ao comparar essa distância com o H0 foi possível determinar quantos anos tem o universo.

Os artigos científicos sobre a análise dos dados do TCA foi disponibilizada aqui e enviados para a revisão por pares para publicação em revista científica.

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