O SuperNova / Acceleration Probe, SNAP. Crédito da imagem: Berkeley Lab Clique para ampliar
Ouça a entrevista: O destino do universo (6,2 MB)
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Fraser Cain: Você pode definir os dois destinos que podem aguardar nosso Universo?
Eric Linder: Bem, nossa imagem do que é o destino do Universo realmente mudou drasticamente nos últimos 5 a 10 anos. Costumávamos pensar que era bastante simples, era apenas uma questão de quanto conteúdo havia no Universo, de quanto importa havia. Se houvesse matéria suficiente, a atração gravitacional faria com que o Universo desacelerasse em sua atual expansão, e basicamente recaísse e teríamos o que algumas pessoas chamam de Big Crunch para terminar com o nosso Universo. E se não houvesse matéria suficiente, não haveria gravidade suficiente para desacelerar a expansão atual e ela se tornaria cada vez mais difusa - um lugar mais frio e solitário para se viver. Em 1998, esses dois grupos de cientistas descobriram um Ocorrência bizarra de que a expansão do Universo não estava diminuindo de forma dramática ou gradual, sob a gravidade da matéria no Universo, mas sim, estava se acelerando. Estava acelerando. Mais ou menos como se você jogasse uma bola de beisebol no ar, sabe que eventualmente ela diminuirá a velocidade, atingirá um pico e geralmente voltará à Terra. Se você jogá-lo com força suficiente, ele entrará em órbita. Mas aqui o Universo jogou uma bola de beisebol no ar, e agora essa bola está se afastando cada vez mais rápido. Então isso intrigou completamente os cientistas e foi completamente contrário ao que estávamos esperando. Sob essa nova imagem, o destino do Universo parece ser que ele simplesmente se expandirá para sempre e sempre, se tornará mais frio e difuso, os átomos se espalharão cada vez mais, a distância entre as galáxias aumentará. E teremos esse destino do Universo, que às vezes é chamado de "Morte por Calor", onde tudo se torna muito frio, imóvel e isolado um do outro.
Mas isso depende do que está causando essa aceleração. Esse é o grande mistério. É possível que a física que nos dá essa aceleração desapareça repentinamente, caso em que voltaríamos à imagem anterior em que o Universo poderia entrar em colapso. Ou poderia fazer algo completamente bizarro e não sabemos. Portanto, essa é uma grande questão que queremos descobrir. Qual é o destino do Universo, mas tentando descobrir qual é a física dessa aceleração.
Fraser: Por que essa pergunta não foi respondida até agora? Não conseguimos dar uma boa olhada nas supernovas?
Linder: Certo, como eu disse, a aceleração dessa expansão só foi descoberta em 1998. E as pessoas não sentam em suas mãos, tentam responder a essa pergunta com muito entusiasmo. Ao obter mais supernovas, podemos usar essas estrelas explosivas como fogos de artifício no Universo. Se soubermos que os fogos de artifício sempre disparam com a mesma energia, com o mesmo brilho, podemos dizer a que distância eles estão e como eles nos parecem hoje em dia. E assim precisamos de mais dessas supernovas, e precisamos de mais e mais distantes, para que possamos mapear a história do Universo; a expansão do universo por um período maior de tempo. E as pessoas estão gradualmente fazendo isso. Existem alguns projetos muito grandes em andamento com telescópios no solo tentando obter o que eram apenas dezenas de supernovas, agora estamos tentando obter centenas de supernovas. Mas, eventualmente, para realmente responder a essas perguntas fundamentais, precisaremos de milhares de supernovas a grandes distâncias. Para conseguir isso, precisaremos de observações do espaço; atualmente, temos um telescópio espacial - o Telescópio Espacial Hubble - adequado para esse tipo de observação, e está fazendo um ótimo trabalho. Está vendo as supernovas mais distantes que ainda descobrimos; cerca de 10 bilhões de anos na história do espaço, mas só pode vê-los um por um. E então o que os cientistas propuseram é que construíssemos um novo observatório espacial, um novo telescópio no espaço, chamado SNAP (Sonda de Aceleração de Supernova), e isso será capaz de obter milhares de supernovas muito eficientemente, muito rapidamente, vendo-as extremamente fracas e extremamente profundo. E isso realmente chamou a imaginação da comunidade científica. Houve várias recomendações da Academia Nacional de Ciências, de várias organizações profissionais, de que algum tipo de observatório espacial como este irá descobrir: o que é essa física misteriosa causando essa aceleração completamente incomum que está agindo em oposição à gravidade? Portanto, existe quase uma versão repulsiva da gravidade que realmente vai reescrever todos os livros de física. Muitas pessoas pensam que realmente precisamos avançar com essas observações, observações mais precisas e muito mais, como você falou. Nós apenas precisamos melhorar os dados que já temos, e a tecnologia é boa o suficiente para podermos sair e fazer isso. Apenas exige que nos sentemos e construamos a coisa, e a inicie e tente descobrir essas respostas.
Fraser: Agora já ouvi algumas sugestões sobre o que pode ser essa energia escura. Que tipos de coisas você procuraria em suas observações que talvez pudessem ser mapeadas contra algumas dessas teorias que foram apresentadas?
Linder: Então, o avô de todos os conceitos de energia escura foi apresentado por Albert Einstein em 1917, o que ele chamou de constante cosmológica. E não concordava com as observações da época e, por isso, meio que se aposentou por um tempo. E a cada poucas décadas, os cientistas traziam de volta para dizer, bem, talvez isso possa explicar algumas outras observações que fizemos. E depois ele volta para a aposentadoria porque realmente não se encaixa. Mas agora parece que é a hora de trazer de volta esse conceito de 90 anos de Einstein, porque pode dar essa aceleração da expansão do Universo. É uma imagem muito simples de como você pode obter essa aceleração, mas não resolve tudo. Existem alguns aspectos realmente muito intrigantes. O que você pensaria se fizesse alguns cálculos ingênuos é que ele deveria acelerar o Universo, mas deveria ter começado a acelerar o Universo desde o primeiro instante do tempo, e não teríamos o Universo que vemos hoje se isso acontecesse . De fato, não teríamos sido capazes de obter estrelas, galáxias e a estrutura que vemos no Universo. E, portanto, por alguma razão, deve haver muito mais fraco do que pensamos como seu valor natural. Portanto, é possível que seja a resposta, mas não entendemos por que é tão fraco, em relação ao que achamos que deveria ser. Para contornar isso, as pessoas criam essas outras idéias, essa ideia de quintessência, ou uma quinta substância do Universo, onde ele age como a constante cosmológica, mas varia no tempo, e pode começar muito fraco e agora hoje. pode estar dominando a expansão do universo. E essa é uma ideia atraente, mas ninguém realmente tem uma primeira idéia básica de como fazê-la funcionar exatamente. No momento, é um conceito, mas os detalhes não foram trabalhados sobre como ele surge da física. Portanto, é outra coisa em que podemos nos interessar. Outra possibilidade é a maneira como analisamos os dados, dizendo: bem, a gravidade é uma força atraente, dada pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein. Talvez algo avaria lá. Talvez o que estamos vendo seja um colapso na teoria da gravidade, como a entendemos. As pessoas têm ideias que envolvem dimensões extras, por exemplo. Em vez de apenas três dimensões no espaço, pode haver algumas dimensões extras no espaço, e essa gravidade está gradualmente escapando para essa dimensão extra no espaço, o que a torna mais fraca e que age em oposição à gravidade e nos dá aceleração. . Portanto, temos todas essas possibilidades incrivelmente empolgantes de como a física pode mudar e não sabemos quais são elas. E então o que precisamos são essas observações muito detalhadas do mapeamento da expansão do Universo, por exemplo, através das supernovas, essas estrelas explosivas - e também existem outros métodos - para realmente tentar decidir, como vamos reescrever os livros didáticos de física ; em que direção precisamos começar a apagar e escrever coisas novas. Portanto, é incrivelmente empolgante para os cientistas que têm quebra-cabeças que os enfrentam dessa maneira.
Fraser: Quando essas missões estão planejadas para o lançamento? Quando eles devem estar operacionais?
Linder: Então a NASA e o Departamento de Energia dos EUA concordaram em trabalhar juntos para colocar uma missão em órbita. O nome geral para isso é chamado de Missão Conjunta de Energia Escura. E atualmente existem estudos sobre como alguém poderia projetar um telescópio espacial desse tipo. E esperamos que, se um público suficiente mostre um forte interesse, e as sociedades profissionais - como as Academias Nacionais de Ciências, que recomendaram essa missão. Se eles continuarem apoiando isso, esperamos poder avançar e lançá-lo dentro de seis a sete anos. Portanto, é muito possível que os alunos da escola agora saibam as respostas para as coisas em 6 a 7 anos que atualmente nenhum cientista profissional tem a menor pista para saber qual é a resposta. Portanto, é sempre muito emocionante poder contar aos alunos e contar ao público: você saberá coisas daqui a 6 a 7 anos que não temos ideia de qual é a resposta agora. Você será mais esperto em 6 ou 7 anos do que somos agora. Portanto, é realmente um esforço emocionante estar no meio de.
Fraser: E se você tivesse o que queria, seria uma morte ardente e quente ou morte congelante?
Linder: Eu acho que a principal coisa que eu gostaria é que estivesse longe. Então, sabemos que os fins do Universo não durarão pelo menos 10 bilhões de anos - sobre o período de tempo que já tivemos no Universo - então não é com isso que devemos nos preocupar da noite para o dia, mas eu não sei qual seria a melhor solução. Você poderia argumentar que algo como uma derrubada da Teoria da Gravidade de Einstein e apenas uma estrutura completamente nova da física e um novo território a ser explorado. Esse pode ser o resultado mais emocionante, em que você pode ter todos os tipos de possibilidades diferentes. Mas como você faz alusão, o destino do Universo que realmente agarra nossa imaginação, de todos, desde os cientistas até as crianças em idade escolar.
