Uma equipe de astrônomos do Reino Unido e da Austrália anunciou hoje que encontrou o elo perdido que relaciona diretamente galáxias modernas, como a nossa Via Láctea, ao Big Bang, que criou nosso Universo há 14 mil milhões de anos. As descobertas são o resultado de um esforço de 10 anos para mapear a distribuição no espaço de 220.000 galáxias pelo 2dFGRS (Pesquisa de Redshift de Galáxia de Campo de 2 graus), um consórcio de astrônomos, usando o Telescópio Anglo-Australiano (AAT) de 3,8 m . Esse elo perdido foi revelado na existência de características sutis na distribuição das galáxias na pesquisa. A análise desses recursos também permitiu à equipe pesar o universo com uma precisão sem precedentes.
O 2dFGRS mediu em grande detalhe a distribuição de galáxias, chamada estrutura de larga escala do Universo. Esses padrões variam em tamanho de 100 milhões a 1 bilhão de anos-luz. As propriedades da estrutura em larga escala são definidas por processos físicos que operavam quando o universo era muito jovem.
O Dr. Shaun Cole, da Universidade de Durham, que liderou a pesquisa, explica: “No momento do nascimento, o universo continha pequenas irregularidades, que se acredita terem resultado de processos“ quânticos ”ou subatômicos. Essas irregularidades foram amplificadas pela gravidade desde então e, eventualmente, deram origem às galáxias que vemos hoje. ”
Os teóricos da década de 1960 sugeriram que as sementes primordiais das galáxias deveriam ser vistas como ondulações na radiação do Fundo Cósmico de Microondas (CMB) emitida no calor que sobra do Big Bang, quando o Universo tinha apenas 350.000 anos. Ondulações foram vistas posteriormente em 1992 pelo satélite COBE da NASA, mas até agora, nenhuma conexão firme podia ser demonstrada com a formação de galáxias. O 2dFGRS descobriu que um padrão visto nessas ondulações se propagou para o Universo moderno e pode ser detectado nas galáxias hoje.
Os padrões no CMB contêm pontos proeminentes com um grau de diâmetro, produzidos por ondas sonoras que se propagam no plasma inimaginavelmente quente do Big Bang. Esses recursos são conhecidos como "picos acústicos" ou "barion wiggles". Os teóricos especularam que as ondas sonoras também poderiam ter deixado uma marca no componente dominante do universo - a exótica "matéria escura", que por sua vez impulsiona a formação de galáxias. Físicos e astrônomos começaram a tentar identificar essa impressão em mapas de nossa vizinhança galáctica.
Após anos de trabalho meticuloso, medindo galáxias no telescópio anglo-australiano e modelando suas propriedades com sofisticadas técnicas matemáticas e computacionais, a equipe do 2dFGRS identificou a impressão de ondas sonoras no Big Bang. Aparece como características delicadas no "espectro de potência", a estatística usada pelos astrônomos para quantificar os padrões vistos nos mapas da distribuição das galáxias. Esses recursos são consistentes com os vistos no fundo das microondas - o que significa que entendemos a história de vida do gás a partir do qual as galáxias se formaram.
As características dos bárions contêm informações sobre o conteúdo do universo, em particular sobre a quantidade de matéria comum (conhecida como bárions), o tipo de coisa que se condensou em estrelas e planetas e da qual nós mesmos somos feitos.
O professor Carlos Frenk, diretor do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham, disse: “Essas características do bárion são a impressão digital genética do nosso universo. Eles estabelecem um vínculo evolutivo direto com o Big Bang. Encontrá-los é um marco na nossa compreensão de como o cosmos foi formado. ”
O professor John Peacock, da Universidade de Edimburgo, líder da equipe do Reino Unido da colaboração 2dFGRS, disse: "Não acho que alguém esperaria que teorias cosmológicas simples funcionassem tão bem. Temos muita sorte de estar por perto para ver essa imagem do universo estabelecida. "
O 2dFGRS mostrou que os bárions são um pequeno componente do nosso universo, constituindo apenas 18% da massa total, com os 82% restantes aparecendo como matéria escura. Pela primeira vez, a equipe do 2dFGRS quebrou a barreira da precisão de 10% na medição da massa total do Universo.
Como se essa imagem não fosse estranha o suficiente, o 2dFGRS também mostrou que toda a massa do universo (luminosa e escura) é superada em 4: 1 por um componente ainda mais exótico chamado "energia de vácuo" ou "energia escura". Isso tem propriedades antigravitacionais, fazendo com que a expansão do universo acelere. Essa conclusão surge ao combinar os resultados de 2dFGRS com dados sobre a radiação de fundo de microondas, que resta do tempo em que os recursos do barião foram criados. A origem e a identidade da energia escura continuam sendo um dos mistérios mais profundos da ciência moderna.
Nosso conhecimento do fundo de microondas melhorou bastante em 2003 com dados do satélite WMAP da NASA. A equipe do WMAP combinou suas informações com uma análise anterior de parte do 2dFGRS para concluir que realmente vivemos em um universo dominado pela energia escura. Isso foi apelidado de "o avanço do ano" em 2003 pela revista Science. Agora, a descoberta do elo perdido cósmico pela equipe do 2dFGRS, quase exatamente um ano depois, coroa as conquistas de uma década de trabalho meticuloso.
Em uma reviravolta interessante, pistas sobre a identidade da energia escura podem ser encontradas ao encontrar características de bárions na evolução da distribuição das galáxias no meio do caminho entre agora e o Big Bang. Os astrônomos do Reino Unido e seus colaboradores em todo o mundo agora estão planejando grandes pesquisas com galáxias muito distantes com esse objetivo.
A confirmação independente da presença de recursos de bárions na estrutura de larga escala vem do Sloan Digital Sky Survey, liderado pelos EUA. Eles usam um método complementar que não envolve o espectro de potência e estudam um subconjunto raro de galáxias em um volume maior que o 2dFGRS. No entanto, as conclusões são consistentes, o que é muito satisfatório.
O professor Michael Strauss, da Universidade de Princeton, porta-voz da colaboração SDSS, disse: “Esta é uma ciência maravilhosa. Os dois grupos agora viram de maneira independente evidências diretas do crescimento da estrutura por instabilidade gravitacional, devido às flutuações iniciais observadas no fundo cósmico de microondas. ”
Fonte original: Comunicado de imprensa do PPARC
