11 de abril de 2019

O que existia antes do Big Bang? Astrônomos encontraram um teste para reduzi-lo


Hoje nosso universo de meia-idade parece assustadoramente suave. Demasiado suave, na verdade.

Enquanto um rápido surto de crescimento no espaço-tempo explicaria o que vemos, a ciência precisa de mais do que boas idéias. Ele precisa de evidências que eliminem argumentos conflitantes. Podemos finalmente saber onde procurar alguns.

Uma equipe de físicos do Centro de Astrofísica | A Harvard & Smithsonian (CfA) e a Universidade de Harvard voltaram à mesa da primeira evolução do Universo para nos dar uma maneira de ajudar esses modelos de inflação a se destacarem da multidão.

"A situação atual da inflação é que é uma idéia tão flexível que não pode ser falseada experimentalmente", diz o físico teórico Avi Loeb, do CfA.

"Não importa o valor que as pessoas mensurem para algum atributo observável, há sempre alguns modelos de inflação que podem explicá-lo."

Há algum tempo estamos convencidos de que nosso Universo está se expandindo - seu tecido se estende lentamente sob a influência de algum tipo de estranha energia "escura" .

Se pressionarmos o retrocesso no Universo até que ele tenha apenas 10 -43 segundos de idade, chegaremos ao limite do que nosso conhecimento de física pode suportar. Antes desse momento? A geometria é tão louca que simplesmente não sabemos por onde começar.

Correndo os cálculos para trás, também descobrimos que o Universo teria um raio de 10 a 10 metros neste momento crucial. Isso parece minúsculo, claro, mas não é pequeno o suficiente.

O eco da luz dos primeiros momentos do Universo ainda é visível na forma de um  fundo cósmico de microondas . Estranhamente, esta radiação de fundo parece surpreendentemente uniforme hoje.

A termodinâmica torna essa observação difícil de engolir. Tal uniformidade significa que a radiação foi zipada de uma borda do Universo para outra, equilibrando as flutuações de temperatura. No entanto, o espaço estava se expandindo muito rápido para que a luz se mantivesse.

Para que tal ato de equilíbrio fosse possível de ser feito remotamente, o raio do universo dos recém-nascidos naquele momento crítico tinha que ser magnitudes menores.

Esse cosmos pequenino teria disparado pela primeira infância a uma taxa exponencial, atingindo o tamanho de um grão de areia em alguns dez milésimos de segundo.

A história se encaixa perfeitamente no que observamos, mas também outras explicações em que o Universo não se desintegrou rapidamente nas costuras.

"Em algumas teorias alternativas, o tamanho do universo se contrai. Alguns o fazem muito lentamente, enquanto outros o fazem muito rápido", diz o físico de Harvard Zhong-Zhi Xianyu .

"Os atributos que as pessoas propuseram até agora para medir normalmente têm dificuldade em distinguir entre as diferentes teorias, porque elas não estão diretamente relacionadas à evolução do tamanho do Universo primordial".

O tempo existiu antes do Big Bang? Havia algum tipo de universo reverso ? Todos são bem-vindos à sua teoria predileta sobre como nosso Universo veio a parecer, mas apenas um pode ser um vencedor.

Para ajudar a decidir quais ficam e quais vão, os pesquisadores propuseram o uso de atributos observáveis ​​que podemos vincular a características discriminantes de modelos baseados em inflação.

O desafio é saber interpretar essas observações como uma sequência de eventos. O que é necessário é algum tipo de registro de tempo cósmico padronizado para remover etapas relevantes, algumas das quais poderiam excluir a inflação completamente.

"Se imaginarmos todas as informações que aprendemos até agora sobre o que aconteceu antes do Big Bang estar em um rolo de quadros de filme, o relógio padrão nos diz como esses quadros devem ser reproduzidos", diz Xingang Chen, do CfA .

A equipe sugere um mecanismo pelo qual as flutuações quânticas podem sugerir sequências de eventos que são refletidas nos padrões de vastas estruturas cósmicas.

"Esses sinais serão muito sutis para detectar", diz Chen .

"A radiação cósmica de fundo em microondas é um desses lugares, e a distribuição de galáxias é outra. Já começamos a procurar por esses sinais e já existem alguns candidatos interessantes, mas precisamos de mais dados."

Outros cosmólogos também sugeriram a busca de indícios do passado oculto do nosso Universo nos redemoinhos de luz e matéria no céu.

Alguns apontam para possíveis  "cicatrizes" deixadas pelos buracos negros de um universo anterior  em nosso fundo cósmico de microondas. Outros prevêem que podemos encontrar sinais de que o limite de quebra de física que chamamos de Big Bang nunca aconteceu .

Há muitas ideias interessantes que explicam como nosso universo evoluiu. Agora só precisamos descobrir quais podemos lançar na "boa idéia, vergonha sobre o arquivo de fatos".

Esta pesquisa foi aceita para publicação pela Physical Review Letters .

Fonte: Sciencealert.com

Aprofunda-se o mistério do metano perdido de Marte


A sonda espacial TGO realizou a medição mais precisa já feita dos gases-traço na atmosfera marciana. [Imagem: ESA/ATG]


Metano e tempestade em Marte

As mais precisas observações já feitas em busca do metano perdido de Marte não encontraram nada. 

A missão conjunta da ESA-Roscosmos (agências espaciais da União Europeia e Rússia), chamada TGO (ExoMars Trace Gas Orbiter), chegou ao planeta vermelho em outubro de 2016 e passou mais de um ano empregando a técnica de frenagem aerodinâmica necessária para atingir a sua órbita científica de duas horas, 400 km acima da superfície de Marte.

Assim, a principal missão científica do TGO começou no final de abril de 2018, apenas alguns meses antes do início da tempestade global que tomou conta de Marte e que levaria à perda do robô Opportunity.

Isso permitiu fazer observações únicas, com a TGO acompanhando o início e o desenvolvimento da tempestade e monitorando como o aumento de poeira afetou o vapor de água na atmosfera - importante para entender a história da água em Marte ao longo do tempo.

Todas as observações da tempestade condizem com os modelos de circulação global e com a presença de água na forma de gelo em Marte, nas baixas concentrações já conhecidas. Mas os resultados com o metano foram bem diferentes.
 A sonda TGO trouxe dados ricos sobre a tempestade global em Marte e fez um mapa detalhado dos minerais ricos em moléculas de água - mas o metano não apareceu. [Imagem: ESA] 

Mistério do metano de Marte

Dois espectrômetros - NOMAD e ACS - a bordo da TGO fizeram medições de gases-traço na atmosfera marciana. Os gases-traço compõem menos de um por cento da atmosfera em volume, e exigem técnicas de medição altamente precisas para determinar as suas impressões digitais exatas.

A presença desses gases é normalmente medida em "partes por bilhão por volume" (ppbv). Por exemplo, o inventário de metano da Terra mede 1.800 ppbv, o que significa que, para cada milhar de milhão de moléculas, 1.800 são metano.

Os resultados da TGO encontraram um limite superior de 0,05 ppbv de metano em Marte, ou seja, 10 a 100 vezes menos metano do que todas as detecções relatadas anteriormente. O limite de detecção mais preciso, de 0,012 ppbv, foi obtido a 3 km de altitude.

"Temos dados belíssimos de alta precisão que detectam sinais de água, dentro da faixa de onde esperamos ver o metano, mas ainda podemos reportar um modesto limite superior que sugere uma ausência global de metano," disse Oleg Korablev, do Instituto de Pesquisas Espaciais da Rússia e responsável pelo espectrômetro ACS.

Relatos de metano na atmosfera marciana têm sido intensamente debatidos porque as detecções foram muito esporádicas no tempo e na localização e, muitas vezes, caíram no limite de detecção dos instrumentos.

A sonda Mars Express, em 2004, indicou a presença de metano no valor de 10 ppbv. Telescópios baseados na Terra também registraram medições transitórias de até 45 ppbv, enquanto o robô Curiosity sugeriu um nível basal de metano que varia com as estações entre 0,2 e 0,7 ppbv - com alguns picos mais altos - na cratera Gale.

"Nós preferimos não criticar os resultados de outros; nós apenas podemos reivindicar a precisão dos nossos resultados. Nós apenas relatamos os dados e deixamos para os teóricos tentarem explicar o que está acontecendo," disse Korablev.
Fonte: Inovação Tecnológica
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