Energia escura pode simular a forma do universo

Publicado em 10.08.2009

FORMATO DO UNIVERSO energiia fenomenos naturais

Nós vivemos em uma época especial. Nas últimas duas décadas, cientistas vêm trabalhado sob a suposição de que sabem tudo sobre o universo. Eles sabem que a quantia da matéria e a energia que contém. Sabem que a forma é plana, e podem traçar a história dos primeiros momentos depois do big bang, e podem ainda prever o destino. Ou pelo menos, pensavam que podiam.

E por que tanta confiança? Quantidades raras da radiação deixadas pelo big bang orientaram os cientistas a acreditar que poderiam trabalhar com a curvatura do universo dentro de alguns por centos. Eles determinaram quanta energia o universo contém, e existe uma forma exótica chamada energia escura, que dirige a expansão do espaço.

Porém, descobertas recentes surpreendem os cientistas, mostrando que estas alegações podem ser prematuras. Como eles aprenderam mais sobre a energia escura e seu efeito na expansão do espaço e tempo, descobriram que a energia escura e a forma ou geometria do universo são entrelaçadas.

Alterando os pressupostos sobre a energia escura pôde-se modificar radicalmente as restrições na forma do universo. Igualmente, sem muitas medidas precisas da geometria, é impossível determinar a natureza e a evolução da energia escura.

O estado de acontecimentos tem implicações sérias para como proceder na exploração do universo. Uma série de missões serão planejadas para investigar a energia escura, mas ao menos deverão medir a geometria corretamente, sendo que todo o esforço possa ser em vão. Em suma, os cientistas irão permanecer na incerteza sobre a energia escura.

Foi Einstein quem mostrou o que sabemos através gravidade, e é realmente a geometria do espaço e tempo. Em sua teoria da relatividade descreve como o espaço-tempo é deformado e estica por qualquer coisa que o segure, em retorno, os diferentes componentes do universo irão se locomover na curva e no arqueamento do espaço-tempo. Se for aplicada a ideia de Einstein para todo espaço-tempo, será encontrado que o universo expande de acordo da geometria subjacente do próprio espaço.

A geometria do universo pode tomar três possíveis formas, cada uma é intimamente associada à quantia total de matéria e energia em cada unidade-volume do espaço. Se há muita matéria, o universo pode ter uma curvatura positiva. Isso significa que a curva é como uma superfície de uma bola e pode ruir. Agora, se existe pouca matéria, a curvatura será negativa: o universo irá curvar como um selim, voar desimpedido além da força gravitacional.

Apenas se o universo tiver uma densidade exata, correspondente a alguns prótons por metro cúbico, será plano e sem curvatura. Assim, continuará expandindo para sempre, pois a energia de todos os componentes que estão voando serão balanceados pelas forças gravitacionais.

Por isso que a evolução central do universo, entendendo a curvatura do espaço é uma das grandes metas da cosmologia. Antes do final dos anos 90, suspeitavam que o universo fosse aproximadamente plano. Caso contrário, teríamos flutuado ou acabado muito cedo nossa existência.

Tudo o que os cientistas têm é uma ideia inacabada. De fato, em qualquer conferência dada em cosmologia no momento, alguns modelos diferentes serão discutidos: um com a geometria plana e cheia da matéria escura, outra também plana e contendo energia escura, e mais outra que seria mais vazia que todas as outras, e teria a curvatura negativa. Para cada uma, a possibilidade que vivemos em um universo positivamente curvado pode ser proposta, mas sem observações firmes e precisas. Existe muita retórica e nenhuma conclusão.

Isso mudou nas medidas da radiação microondas de fundo cósmico (cosmic microwave background – CMB), a radiação deixada do big bang, tornou-se um método mais exato e simples para usá-los. No final dos anos 60, um grupo coordenado por Yakov Zel’Dovich da União Soviética, publicou um pequeno documento, um mapa exato da radiação do CMB que tinha traços bem distintos: consistia numa distribuição aleatória de pontos quentes e frios com um tamanho característico.

FORMATO DO UNIVERSO

O grupo de Zel’Dovich calculou a largura dos pontos quando eles foram formados 370,000 anos depois do big bang, uma era em história cósmica conhecida como recombinação. A largura dos pontos que aparecem para nós hoje depende de quão rápido o universo expandiu até então. De acordo com suposições simples e racionais sobre do que o universo foi feito, pode-se determinar a distância para a recombinação com certa exatidão. Sabendo disso, e assumindo que o universo é plano, é utilizado uma trigonometria padrão para trabalhar o tamanho angular dos pontos no céu. Se o universo não é plano, então outras regras seriam usadas.

Um tamanho típico dos pontos quentes e frios em um universo plano seria de cerca de um degrau em todo o universo, aproximadamente duas vezes o tamanho angular da lua vista da terra. Se os pontos quentes e frios parecem maiores para nós, então o espaço tem uma curvatura positiva. Se parecem menores, a curvatura é negativa.

Em 1992, o satélite COBE da NASA forneceu o primeiro mapa completo dos pontos quentes e frios. As imagens foram simplesmente escurecidas para fixar a geometria do universo, mas eles provocaram uma corrida ao ouro com equipes que competiam para clarear as imagens do CMB, na esperança de chegar a mágica escala angular de cerca de 1 grau. Em 1995, cosmólogos faziam um trabalho difícil no lado obscuro da pesquisa. Com o potencial do COBE para isso ser realmente descoberto, envolveu a preparação para o lançamento e análise dos sinais coletados por dois experimentos realizados pelos balões – Maxima e Boomerang.

Ambos os experimentos levavam uma nova classe de detectores de micro-ondas que eram muito mais sensíveis dos que os usados anteriormente. Eles também tinham sido equipados com telescópios que tinham extensão mais precisa dos que do satélites COBE. Ambos significavam que poderíamos fazer um mapa mais detalhado da CMB.

Já havia sido fortemente sugerido dos desejados pontos de um experimento chamado MAT/Toco. Mas em apenas alguns anos que haviam sido cortados os sinais, no início dos anos 2000, tiveram uma clara evidência dos pontos quentes e frios com características de tamanho de 1 grau. Isto significa que a geometria do universo estava quase plana. Vendo diretamente uma evidência ambígua.

Junto com medidas posteriores do satélite WMAP da Nasa, os resultados fecharam a geometria do universo em poucos por cento. Isso facilitou a vida dos cosmólogos que trabalharam duro com modelos teóricos de diferentes geometrias. Desde então havia apenas um pequeno parâmetro para ajustar – mexer com quase todos os artigos e livros que relatavam que o universo era plano. Finalmente havia alguma certeza sobre a forma do universo. [New Scientist]

Autor: Eduardo Martins

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16 Comentários

  1. Cesar
    Deste jeito vamos ficar discutindo este assunto por vários dias. Temos ideias contrárias e um não vai dobrar o outro. Fica com a tua que eu fico com a minha. Sobre buracos de minhoca, li um artigo no dia 3/4/2012, que não sei agora onde está, o qual despreza totalmente esta possibilidade. Sinceramente não adianta discutir coisas que estão ainda sem definição. FUI.

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  2. Resposta ao comentário
    CESAR
    Eu sou menos graduado que você, pois não concluí o curso superior de física, apenas iniciei. Estudei astronomia por conta própria. Não estou de acordo com o que você fala. Nem sempre um diploma classifica uma pessoa. Agora, não vou desistir de meus pensamentos e continuarei a propor soluções enquanto estiver recebendo apoio através de meu e mail. Acredito que estou agradando a maioria dos leitores. Meu blog tem uma procura fantástica (hoje por exemplo está em 61, tem vezes que está em 145 consultas) e acredito que deva ter uma boa razão. São poucos os que discordam, mas isto é uma coisa já esperada (faz parte). Este blog está sofrendo modificações a cada dia. Quem o leu ha um mês atrás vai estranhar as modificações mais recentes. Ele está evoluindo e muito. Tenho um ex-colega que concluiu o curso de fisica e não pratica a profissão. Disse que não vale a pena trabalhar como professor. Explora uma rede de hotéis. Conheço uma pessoas com diploma de engenheiro que possui um restaurante, sem arrependimentos. Se você for um religioso fanático, mas astrônomo, como o Adauto L. poderá escrever muita coisa de cosmologia que não vai dar em nada ou mesmo não religioso como muitos outros que também não conseguiram sucesso. Os que estudam por conta própria pode sim, ter mais sucesso. Conheço vários. Se você olhar o blog que foi citado,do Luis Biarge Baldellou vai ver que ele combate muitos cientistas importantes e tem ideias como as minhas, assim como o Eric J. Lerner e muitos outros. No meu caso eu também menciono erros de Einstein, Stephen Hawking, Guth, etc, como muitos outros também mencionam. Entre esses erros, o que eu não tolero é o caso é o buraco de minhoca, viagem no tempo, inflação cosmológica, singularidade, etc. Será que estou errado? Se estiver, existe muita gente junto comigo. O negócio não é só criticar, é sugerir uma solução lógica. Muitos críticos não apresentam sugestão, o que eu acho uma coisa incompleta. Criticar é super fácil e não está exposto a criticas. Realmente estou cansado de ler artigos sobre o big bang, que sou contra e este é um dos motivos para eu desistir de cursar astronomia. Não iria me dar bem.
    Frase de Einstein: pouco conhecimento é uma coisa perigosa, muito conhecimento também.

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    • Campos,

      Criticar qualquer um pode. Mas criticar com CONHECIMENTO, só quem estuda. Não precisa ter graduação, mas é mais fácil acreditar que tem o conhecimento quem se dedicou a fazer um curso de graduação e um monte de cursos de pós-graduação, que defendeu teses de mestrado, doutorado e pós-doutorado, que alguém que publica em um blog sobre assuntos elaborados nas horas vagas.

      Veja o seu caso, você não ‘tolera’ buracos de minhocas. Mas você consegue demonstrar um erro na métrica de Schwarzschild, que é a base para um tipo de ‘buraco de minhoca’, o buraco de minhoca de Schwarzschild ou de Einstein-Rose? Ou o espaço-tempo de Minkosvsky? Quer dizer, qual é a profundidade da tua aversão aos buracos de minhoca, você tem algum embasamento teórico para fundamentar esta aversão ou é só um espírito adolescente de contestação? Por que muitos dos que criticam Einstein, Hawking, Guth e outros não parecem ter alguma coisa mais sólida para oferecer a não ser que eles não gostam e que o que eles escreveram são “erros”. Aí quando você se volta para um físico que trabalha na área, ele aponta um monte de erros NAS CRÍTICAS, na maioria resultantes DE IGNORÂNCIA.

      Qual a credibilidade que tem uma crítica assim?

      Mais, Einstein trabalhou décadas para chegar à sua Teoria da Relatividade e outros trabalhos. O mesmo vale para Hawking, e outros cientistas. Quanto trabalho os seus críticos dedicaram para suas críticas, ele é comparável ao trabalho de Einstein e dos outros? Eu vejo muita gente procurando a fama a qualquer preço, gente que não publicou nenhum trabalho científico mas mesmo assim tem certeza que todos os trabalhos científicos já publicados estão errados, e que eles detém o conhecimento. Só que é um conhecimento que parece que é só conversa fiada. Não tem conteúdo. Aí você descobre que eles não publicam nenhum artigo científico em uma revista científica simplesmente por que qualquer artigo que escrevam sobre o assunto é eivado de ERROS, erros que para o leigo passam batido, mas não passam pelo crivo de um profissional. Por isto que eles escrevem para leigos, por que dificilmente encontram alguém com conhecimento suficiente para criticá-los.

      E é esta toda a sabedoria deles, a de postar onde não tem ninguém com conhecimento suficiente para questionar.

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  3. Cesar
    Você também não conhece o suficiente para criticar. Aliás ninguém conhece. Nem Einstein. Veja o blog: “the universe does not expand) por Luis Biarge Baldellou”. Veja também: “www.bigbangneverhappened.org.
    como você pode ver, não sou o único que discorda do big bang. Neste blog que te recomendo o cara é muito radical e arrasa tudo sobre física e cientistas. Ele parece ter bons conhecimentos de física e é difícil contraria-lo. Só agora descobri este autor e não posso copiar o que ele diz. Não sei se ele leu o meu blog para se inspirar no que falou. Dê uma olhada.

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    • Verdade, Campos, eu não sou um físico ou cosmólogo. Sou o que se pode chamar de leigo no assunto. Tenho um pouco mais de conhecimento que a média por que tenho formação de engenheiro eletricista, e tenho lido bastante sobre o assunto, mas essencialmente sou um leigo. Frente a um assunto que não domina, como deve o leigo agir? Qual a posição que é ao mesmo tempo cética e racional? Bertrand Russel deu uma sugestão que eu acho a mais sensata que eu já vi:

      1. se os especialistas concordam com alguma coisa, então o leigo não deve tomar a opinião contrária como verdadeira.

      2. se os especialistas não chegaram a um consenso, então o leigo não deve tomar nenhuma opinião como sendo verdadeira.

      3. se os especialistas afirmam que não há dados suficientes para se chegar a uma conclusão, então o leigo deve também suspender o julgamento.

      No caso do Big Bang, os especialistas concordam que ele aconteceu. Pode ser que todos os especialistas estejam errados, já aconteceu várias vezes (como quando a Teoria do Big Bang foi estabelecida – todos os especialistas acreditavam que o Universo era eterno e estável), mas não cabe ao leigo decidir isto. Quem não sabe não deve dar palpite, não acha? De qualquer forma, se você quiser estudar um pouco as evidências do Big Bang, e então verificar se você tem conhecimento de física suficiente para entender as evidências, aqui tem um artigo em inglês http://www.talkorigins.org/faqs/astronomy/bigbang.html e aqui a tradução que eu fiz algum tempo atrás (a tradução é problemática, mas tentei ser fiel ao texto original) http://cesarakg.wikispaces.com/Talkorigins+-+Evid%C3%AAncias+do+Big+Bang

      De qualquer forma, um físico e professor de cosmologia apontou os erros básicos do livro “The Big Bang Never Happened”: http://www.astro.ucla.edu/~wright/lerner_errors.html

      Mas tem mais. Sobre a “Plasma Cosmology”, tem outros especialistas apontando erros graves e inconsistências com a observação (e, sabe, se tua hipótese contraria as evidências, ela muito provavelmente tem um erro ou está completamente errada). Veja aqui a demonstração que não são as forças eletromagnéticas que mantém o Sol na órbita do centro galáctico: http://www.astro.ucla.edu/~wright/bunn_on_plasma.txt

      Pode ser que o Eric Lerner esteja correto? Sempre há uma chance, mas primeiro ele tem que contornar os erros terríveis que a hipótese dele tem. Se sobrar alguma coisa da hipótese dele depois dos erros corrigidos, então pode ser que tenha alguma coisa interessante para apresentar. A minha proposta é que ninguém que seja leigo como eu declare que o Big Bang não aconteceu enquanto os especialistas sustentarem que o Big Bang é o modelo cosmológico padrão, sustentado por evidências empíricas e por resultados de testes de laboratório.

      O artigo do Bertrand Russell, propondo uma revolução no pensamento, você pode encontrar aqui: http://www.positiveatheism.org/hist/russell4.htm

      (curioso como as pessoas escolhem a dedo seus revolucionário, pegando os mais malucos e abandonando os mais sensatos – Bertrand Russell não tem muitos defensores na Internet, já o Eric Lerner…)

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    • A minha opinião é que qualquer opinião contrária ao entendimento dos especialistas, que seja abraçada principalmente por pessoas que não sabem do que estão falando, provavelmente é falsa. Posso estar errado, mas até agora não vi isto acontecer (teria acontecido se eu tivesse nascido no início do século passado, quando a teoria cosmológica padrão era do Universo Estático e Eterno, mas eu teria feito o que os cientistas fizeram: admitiram o erro e voltaram ao quadro-negro).

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  4. Eu estou apenas oferecendo uma tentativa mais lógica de explicar como tudo funciona. Não acredito nas soluções apresentadas pelos cobras da ciência.

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    • Campos, é uma tremenda arrogância criticar e chamar de errado o que não se conhece. Você já mostrou que não conhece, mas acha que não merece crédito quem estuda e trabalha, mas o teu palpite, de quem nunca estudou o assunto, este sim, é a explicação “mais lógica”.

      Você já pensou em usar um pouco de humildade?

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  5. O que eu tenho visto de teorias tentando explicar o universo, é uma coisa fora do normal. Tem teorias que chegam ao absurdo de criar 11 dimensões, com cálculos matemáticos de uma complexibilidade monstruosa e que não foram aceitos como verdadeiros, porque não se tem como comprova-los. De que adianta tudo isto? Tem outros que admitem que nos vivemos do outro lado de um buraco negro, outros que vivemos num universo sem principio, nem fim, outros que acreditam no big bang sem explicar o que explodiu e como explodiu. Outros que acreditam que tudo se originou num choque de membranas sem explicar como surgiram estas membranas, que admitem ciclos de expansão e contração, sem explicar como tudo começou, etc.Tudo isto feito por cientistas renomados. Temos apenas que julgar qual é o mais lógico. O universo tem que ser uma coisa lógica e não uma complicação incompreensível como atualmente se apresenta.

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    • SIMAS, existe uma lógica por trás das teorias científicas. Não só uma lógica, mas um trabalho imenso para que as evidências sejam explicadas pelas hipóteses criadas. Não dá para fazer nada se a realidade é mais complicada do que você gostaria…

      Outra coisa, artigos de divulgação científica não são teorias e hipóteses científicas. São a versão mastigada, pasteurizada, simplificadíssima, das hipóteses e teorias científicas. Se você não entendeu alguma hipótese ou teoria a partir dos artigos de divulgação científica, só tem um jeito, estudar. Não é legal criticar o trabalho dos outros quando você sequer sabe o que os outros fizeram, só ouviu falar…

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  6. Mais errado, impossível, Mr. Campos.

    A energia escura não foi criada para justificar o Big Bang, nem mesmo a matéria escura. Pelo contrário, a matéria escura surgiu como explicação para uma discrepância nas leis de Kepler e o movimento das galáxias, e a energia escura para explicar uma discrepância entre o modelo do Big Bang e a observação da expansão acelerada do Universo.

    As pessoas que negam a Teoria do Big Bang fariam melhor se usassem de ciência para fazer isto, é a única maneira honesta. Mas ficam se escondendo atrás de argumentação vazia.

    Evidências do Big Bang:
    http://cesarakg.wikispaces.com/Talkorigins+-+Evid%C3%AAncias+do+Big+Bang

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  7. Quer saber sobre a matéria escura e energia escura? procure no google: olhando o universo. Verá que ambas não existem. Elas foram criadas para justificar a teoria do big bang. veja tambem: http//www.bigbangneverhapened.gov

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    • Falta só o cara esperar Nobel dele.Como?Ninguem aceita a visão dele?Mas não importa, daqui a alguns séculos ele sera aceito e reconhecido, ou não, quem manda ser brasileiro.

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  8. Nassin Haramein tem teorias melhores, explicações melhores, dados mais logicos e totalmente fundados na Geometria, e é um dos físicos que condenam a teoria da Materia Escura.

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  9. Demite o tradutor. Traduzir “For the past two decades, most of my colleagues and I have been working under the assumption that we can know everything about the universe.” para “Nas últimas duas décadas, cientistas vêm trabalhado sob a suposição de que sabem tudo sobre o universo.” é erro crasso, e caracteriza de forma errada a ciência. A tradução correta é

    “Nas duas últimas décadas, a maioria dos meus colegas e eu temos trabalhado na suposição de podemos conhecer tudo sobre o Universo”. É bem diferente de declarar que supõe já saber tudo sobre o Universo. A primeira é uma posição otimista, a de que podemos vir a saber tudo o que não sabemos, a segunda é uma posição arrogante, de que já sabemos tudo que há para saber (o que é mentira).

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  10. Senhores é justamente da Geometria, que é a ciencia dos Deuses que nós iremos precisar para pode explicar o Universo. O que precisamos é saber lidar com ela cada vez mais.

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