Crédito da imagem: RAS
Nos últimos anos, os astrônomos obtiveram medidas detalhadas da radiação cósmica de fundo em microondas - o 'eco' do nascimento do Universo durante o Big Bang.
Esses resultados parecem indicar com notável precisão que nosso Universo é dominado pela misteriosa 'matéria escura fria' e 'energia escura'. Mas agora um grupo de astrônomos do Reino Unido encontrou evidências de que os ecos primordiais de microondas podem ter sido modificados ou "corrompidos" em sua jornada de 13 bilhões de anos para a Terra.
Os resultados de uma equipe da Universidade de Durham, liderada pelo professor Tom Shanks, são baseados em uma nova análise dos dados do satélite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) da NASA.
A equipe descobriu que os aglomerados de galáxias próximos parecem estar em regiões do céu onde a temperatura do microondas é menor que a média. Esse comportamento pode ser explicado se o gás quente nos aglomerados de galáxias tiver interagido com os fótons do Big Bang à medida que eles passam e corrompem as informações contidas nesse eco da bola de fogo primordial. Físicos russos R. A. Sunyaev e Ya. B. Zeldovich previu esse efeito no início dos anos 70, logo após a descoberta da radiação cósmica de fundo em microondas.
Esse efeito Sunyaev-Zeldovich já havia sido observado em casos de observações detalhadas do fundo de microondas nas proximidades de alguns aglomerados de galáxias ricas e a própria equipe do WMAP relatou ter visto o efeito em seus próprios dados, próximo aos centros de aglomerados.
Agora, a equipe de Durham encontrou evidências de que o gás quente nos aglomerados pode influenciar os mapas de fundo de microondas em um raio de quase 1 grau a partir dos centros de aglomerados de galáxias, uma área muito maior que a detectada anteriormente. Isso sugere que as posições de “aglomerados de aglomerados” ou “superaglomerados” também podem coincidir com pontos mais frios no padrão das flutuações do fundo de microondas.
"Os fótons na radiação de fundo de microondas são dispersos por elétrons em aglomerados próximos", disse o professor Shanks. "Isso causa mudanças importantes na radiação no momento em que ela chega até nós".
"Se os aglomerados de galáxias localizados a vários bilhões de anos-luz da Terra também tiverem o mesmo efeito, devemos considerar se é necessário modificar nossa interpretação dos mapas de satélite da radiação de fundo de microondas".
Se o resultado de Durham for confirmado, as consequências para a cosmologia poderão ser altamente significativas. A assinatura da energia escura e da matéria escura está na estrutura detalhada das ondulações detectadas no fundo do microondas, pequenas variações de temperatura que foram criadas no momento em que o raio do Universo era mil vezes menor do que é hoje.
Se esse padrão primordial foi corrompido por processos ocorridos no passado recente, muito tempo após a formação de galáxias e aglomerados de galáxias, então, na melhor das hipóteses, complicará a interpretação do eco de microondas e, na pior das hipóteses, começará a minar as evidências anteriores de energia escura e matéria escura fria.
"O poder desses maravilhosos dados do WMAP é que indica que a interpretação do 'eco' do fundo de microondas pode ser menos direta do que se pensava", disse Sir Arnold Wolfendale (anteriormente Astrônomo Real), membro da equipe.
A equipe do WMAP já informou que suas medições do eco de microondas do Big Bang podem ter sido comprometidas pelo processo de formação de galáxias em um estágio intermediário da história do Universo. Eles apresentaram evidências de que o gás aquecido por estrelas primárias, galáxias e quasares também pode ter corrompido o sinal de microondas quando o Universo era 10 ou 20 vezes menor do que nos dias atuais. Assim, os resultados do WMAP e Durham sugerem que o eco do Big Bang por micro-ondas pode ter passado por muitos mais obstáculos em sua jornada para a Terra do que se pensava anteriormente, com consequente possível distorção do sinal primordial.
"Nossos resultados podem enfraquecer a crença de que o Universo é dominado por uma partícula de matéria escura fria indescritível e pela energia escura ainda mais enigmática", disse o professor Shanks.
Embora a evidência observacional para o modelo padrão de cosmologia permaneça forte, o modelo contém aspectos muito desconfortáveis. Estes surgem primeiro porque se baseiam em duas partes da "física não descoberta" - matéria escura fria e energia escura - nenhuma das quais foi detectada em laboratório. De fato, a introdução desses dois novos componentes aumenta bastante a complicação do modelo inflacionário padrão do Big Bang.
Os problemas da energia escura são particularmente profundos: por exemplo, sua densidade observada é tão pequena que pode ser quântica mecanicamente instável. Também cria problemas para as teorias da gravidade quântica, que sugerem que podemos viver em um universo com 10 ou 11 dimensões, todas encolhidas, com exceção de três no espaço e uma no tempo.
Muitos teóricos, portanto, gostariam de uma rota de fuga do modelo padrão de cosmologia de hoje e resta saber até que ponto essas observações discutidas pelo grupo Durham vão nessa direção. Mas, se corretas, sugerem que os rumores de que estamos vivendo em uma "Nova Era de Cosmologia de Precisão" podem se mostrar prematuros!
Fonte original: Comunicado de imprensa da RAS
