Crédito de imagem: Hubble
Os cientistas da universidade co-fundaram uma colaboração internacional que busca medir com nova precisão a força misteriosa que faz o universo se separar. Os planos pedem que o projeto, chamado Dark Energy Survey, colete dados sobre aproximadamente 300 milhões de galáxias, abrangendo dois terços da história do universo.
A pesquisa pode começar a fazer observações já no outono de 2009. Embora o DES permaneça a mais de quatro anos, pesquisas mais ambiciosas levarão pelo menos uma década para produzir resultados. ? Eu não quero esperar tanto tempo? disse Joshua Frieman, professor de Astronomia e Astrofísica e da faculdade.
De acordo com os métodos de contabilidade da física, a energia escura compõe 70% do universo. A energia escura pode ser uma manifestação da constante cosmológica de Albert Einstein, uma força que age em todos os momentos e em todos os lugares do universo. Também pode ser um colapso da teoria da gravidade de Einstein em vastas escalas.
? Exige essencialmente que a gravidade seja repulsiva? disse Wayne Hu, professor associado de astronomia e astrofísica. "Isso é possível sob nossas teorias padrão da gravidade, mas não é esperado." Qualquer que seja a energia escura, disse Frieman, "é provável que tenha implicações profundas na física fundamental".
A colaboração do DES consiste em pesquisadores de Chicago, no Fermi National Accelerator Laboratory, na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, no Lawrence Berkeley National Laboratory e no Observatório Interamericano Cerro Tololo, além de grupos do Reino Unido e Barcelona, na Espanha. É provável que o financiamento para o projeto de US $ 20 milhões venha principalmente do Departamento de Energia dos EUA, agências de financiamento europeias, instituições membros e outras agências e fontes.
Frieman lidera o componente de colaboração da Universidade. Juntando-se a ele e Hu na colaboração estão John Carlstrom, Professor de Serviço Distinto de S. Chandrasekhar em Astronomia e Astrofísica e na Faculdade; Scott Dodelson, professor de Astronomia e Astrofísica e da Divisão de Ciências Físicas; Stephen Kent, professor associado de astronomia e astrofísica; Erin Sheldon, membro do Instituto Kavli de Física Cosmológica; e Risa Wechsler, pesquisadora do Hubble no Instituto Kavli de Física Cosmológica. Frieman e Dodelson também são membros do Grupo de Astrofísica Teórica da Fermilab, que Dodelson lidera, enquanto Kent lidera o Grupo de Astrofísica Experimental da Fermilab.
O DES envolverá a instalação de uma câmera de 520 megapixels no telescópio Blanco de quatro metros existente no Observatório Interamericano Cerro Tololo, no Chile. ? Isso seria maior do que qualquer câmera óptica existente no mundo? Frieman disse.
Algumas centenas de megapixels podem não parecer muito, disse Frieman, "mas eles não são os mesmos pixels que entram no seu computador de mão". Eles têm uma sensibilidade muito maior. Eles são detectores de alta precisão e alta eficiência. Além disso, a câmera permitirá que os cientistas pesquisem o céu 10 vezes mais rápido do que em qualquer observatório americano existente.
A câmera que está agora no telescópio tem um campo de visão muito pequeno. Levaria muitas décadas para fazer a pesquisa? Frieman disse.
A nova câmera permitirá ao DES empregar quatro técnicas na tentativa de discriminar entre as duas amplas explicações para a energia escura - a constante cosmológica ou a quebra da gravidade.
? O primeiro método e o que realmente impulsiona o design da pesquisa é contar aglomerados de galáxias? Frieman disse. Neste esforço, trabalhará em conjunto com o Telescópio do Polo Sul de Carlstrom, que está programado para começar a fazer observações em março de 2007.
O SPT ajudará a revelar se a energia escura suprimiu a formação de aglomerados de galáxias ao longo da história do universo. Um radiotelescópio, o SPT detectará aglomerados de galáxias pela forma como distorce a radiação de microondas que resta do big bang. Se os teóricos souberem quão distantes e quão grandes são os aglomerados de galáxias, eles podem prever quantos devem existir na presença de energia escura. O DES fará medições ópticas para estimar sua distância através das cores das galáxias e sua massa por lentes gravitacionais, a distorção da luz por um aglomerado de galáxias interveniente. "Esse é um teste realmente elegante", Hu disse.
A terceira técnica emprega lentes gravitacionais em escala cósmica. Os teóricos podem prever o efeito da energia escura na distribuição em larga escala da matéria escura. Com sua grande área de pesquisa, o DES pode medir a pequena distorção das imagens de galáxias induzidas por flutuações na densidade da matéria escura.
O quarto método envolve a mesma técnica que levou à descoberta da energia escura em 1998: medir a distância de um certo tipo de estrela explosiva para reconstruir a história de expansão do universo. Os astrônomos estudaram essas estrelas explosivas esperando descobrir que a expansão do universo havia diminuído com o passar do tempo. Eles descobriram uma expansão acelerada.
? Essas técnicas se complementam muito bem? Frieman disse. "Eles sofrem de diferentes fontes de erro; portanto, se concordarem, isso lhe dará confiança no seu resultado."
Por sua parte, Hu espera que os testes revelem alguma discrepância entre previsões e realidade. "Para mim, isso seria a coisa mais emocionante."
Fonte original: Comunicado de imprensa da Universidade de Chicago
