Surpreendentemente, o universo está esquentando ao invés de esfriar

Por quase um século astrônomos descobriram que o Universo está em um estado de expansão. Desde a década de 1990, eles sabem que há 4 bilhões de anos a taxa de expansão está se acelerando.

Conforme isso progride, e os aglomerados de galáxias e filamentos do Universo se distanciam cada vez mais, os cientistas teorizam que a temperatura média do Universo diminuirá gradualmente.

Mas de acordo com uma nova pesquisa liderada pelo Centro de Cosmologia e Física de AstroPartículas (CCAPP) da Universidade do Estado de Ohio (EUA), parece que o Universo está realmente ficando mais quente com o passar do tempo, de acordo com o Universe Today.

Depois de investigar a história térmica do Universo nos últimos 10 bilhões de anos, a equipe concluiu que a temperatura média do gás cósmico aumentou mais de 10 vezes e atingiu cerca de 2,2 milhões K (cerca de 2,2 milhões de graus Celsius) até os dias de hoje.

O estudo que descreve suas descobertas, “The Cosmic Thermal History Probed by Sunyaev-Zeldovich Effect Tomography“, foi publicado recentemente no The Astrophysical Journal. O estudo foi liderado por Yi-Kuan Chiang, um pesquisador do CCAP, e incluiu membros do Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo (Kavli IPMU), da Universidade Johns Hopkins e do Instituto Max-Planck para Astrofísica.

Para o seu estudo, a equipe examinou os dados térmicos da Estrutura de Grande Escala (EGE) do Universo. Isso se refere a padrões de galáxias e matéria na maior das escalas cósmicas, que é o resultado do colapso gravitacional da matéria escura e do gás.

Como o Dr. Chiang explicou em um comunicado à imprensa: “Nossa nova medição fornece uma confirmação direta do trabalho seminal de Jim Peebles — o Prêmio Nobel de Física de 2019 — que expôs a teoria de como a estrutura em grande escala se forma no Universo.”

Para medir as mudanças térmicas nos últimos 10 bilhões de anos, Chiang e seus colegas combinaram dados do Planck Infrared Astronomical Satellite da ESA e do Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Considerando que o Planck foi a primeira missão europeia a medir a temperatura da radiação microondas cósmica de fundo (CMB, na sigla em inglês), o SDSS é uma pesquisa multiespectral massiva que criou os mapas 3D mais detalhados do Universo.

A partir desses conjuntos de dados, a equipe correlacionou oito dos mapas de intensidade do céu de Planck com dois milhões de referências espectroscópicas de redshift do SDSS. Combinando medições de redshift (que são comumente usadas para determinar a velocidade com que os objetos estão se afastando de nós) e estimativas de temperatura com base na luz, a equipe comparou a temperatura de nuvens de gás mais distantes (e também mais antigas) com aquelas mais próximas da Terra.

A partir disso, a equipe de pesquisa foi capaz de confirmar que a temperatura média dos gases no início do Universo (cerca de 4 bilhões de anos após o Big Bang) era menor do que a de agora. Isso aparentemente se deve ao colapso gravitacional da estrutura cósmica ao longo do tempo, uma tendência que continuará e se tornará mais intensa à medida que a expansão do Universo continuar se acelerando.

Como Chiang resumiu, o Universo está se aquecendo por causa do processo natural de formação de galáxias e estruturas, e não está relacionado às mudanças de temperatura aqui na Terra:

“À medida que o Universo evolui, a gravidade aglutina a matéria escura e o gás do espaço em galáxias e aglomerados de galáxias. O arrasto é violento, tão violento que mais e mais gás se choca e se aquece … Esses fenômenos estão acontecendo em escalas muito diferentes. Eles não estão de forma alguma conectados.”

No passado, muitos astrônomos argumentaram que o cosmos continuaria a esfriar à medida que se expandisse, algo que inevitavelmente resultaria no “Big Chill” (ou “Big Freeze”). Em contraste, Chiang e seus colegas mostraram que os cientistas podem datar a evolução da formação da estrutura cósmica “verificando a temperatura” do Universo.

Essas descobertas também podem ter implicações para as teorias que aceitam o “resfriamento cósmico” como uma conclusão precipitada. Por um lado, foi sugerido que uma possível resolução para o Paradoxo de Fermi é que as inteligências extraterrestres (ETIs) estão dormentes e esperando que o Universo melhore (a Hipótese de Estivação).

Baseado em parte na termodinâmica da computação (o Princípio de Landauer), o argumento afirma que, à medida que o Universo esfria, as espécies avançadas seriam capazes de extrair muito mais de suas megaestruturas. Além disso, se o cosmos vai ficar mais quente com o tempo, isso significa que o surgimento de vida se tornará menos provável com o tempo devido ao aumento da radiação cósmica?

Supondo que não haja mecanismo para manter um certo equilíbrio térmico, isso significa que o Universo não terminará em um “Big Chill”, mas em um “Big Blaze”?

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