Novo mapa do crescimento cósmico do universo apoia a teoria da gravidade de Einstein

Por milênios, os seres humanos têm sido fascinados pelos mistérios do cosmos. 

Uma vista do Quinteto de Stephan, um agrupamento visual de cinco galáxias do Telescópio James Webb. Imagem cortesia de NASA, ESA, CSA, STScI

Ao contrário dos antigos filósofos que imaginavam as origens do universo, os cosmólogos modernos usam ferramentas quantitativas para obter insights sobre sua evolução e estrutura. A cosmologia moderna remonta ao início do século 20, com o desenvolvimento da teoria da relatividade geral de Albert Einstein. 

Agora, pesquisadores da colaboração do Atacama Cosmology Telescope (ACT) enviaram um conjunto de artigos para o The Astrophysical Journal apresentando um novo mapa inovador de matéria escura distribuída por um quarto do céu, estendendo-se profundamente no cosmos, que confirma a teoria de Einstein de como estruturas maciças crescem e dobram a luz ao longo dos 14 bilhões de anos de vida do universo. 

O novo mapa usa a luz da radiação cósmica de fundo (CMB) essencialmente como uma luz de fundo para mostrar toda a matéria entre nós e o Big Bang. 

“É um pouco como a silhueta, mas em vez de apenas ter preto na silhueta, você tem textura e pedaços de matéria escura, como se a luz estivesse fluindo através de uma cortina de tecido com muitos nós e saliências”, disse Suzanne Staggs , diretor da ACT e professor de física Henry DeWolf Smyth na Universidade de Princeton. “A famosa imagem CMB azul e amarela [ de 2003 ] é um instantâneo de como era o universo em uma única época, cerca de 13 bilhões de anos atrás, e agora isso nos dá informações sobre todas as épocas desde então.” 

“É uma emoção poder ver o invisível, descobrir esse andaime de matéria escura que contém nossas galáxias visíveis cheias de estrelas”, disse Jo Dunkley , professor de física e ciências astrofísicas, que lidera a análise do ACT. “Nesta nova imagem, podemos ver diretamente a teia cósmica invisível de matéria escura que envolve e conecta as galáxias.”

“Normalmente, os astrônomos só podem medir a luz, então vemos como as galáxias estão distribuídas pelo universo; essas observações revelam a distribuição de massa, portanto, mostre principalmente como a matéria escura é distribuída em nosso universo”, disse David Spergel , Charles A. Young Professor de Astronomia de Princeton na Classe da Fundação de 1897, Emérito e presidente da Fundação Simons . 

“ Mapeamos a distribuição invisível da matéria escura no céu, e é exatamente como nossas teorias preveem”, disse o coautor Blake Sherwin , Ph.D. em 2013. ex-aluno de Princeton e professor de cosmologia na Universidade de Cambridge, onde lidera um grande grupo de pesquisadores do ACT . “Esta é uma evidência impressionante de que entendemos a história de como a estrutura em nosso universo se formou ao longo de bilhões de anos, desde logo após o Big Bang até hoje.’ 

Ele acrescentou: “Notavelmente, 80% da massa do universo é invisível. Ao mapear a distribuição de matéria escura no céu para as maiores distâncias, nossas medições de lentes ACT nos permitem ver claramente este mundo invisível.” 

“Fizemos um novo mapa de massa usando distorções de luz que sobraram do Big Bang”, disse Mathew Madhavacheril , um pós-doutorando de Princeton de 2016-2018 que é o principal autor de um dos artigos e professor assistente de física e astronomia na a Universidade da Pensilvânia. 

“Surpreendentemente, ele fornece medições que mostram que tanto o ‘nódulo’ do universo quanto a taxa em que ele está crescendo após 14 bilhões de anos de evolução são exatamente o que você esperaria de nosso modelo padrão de cosmologia baseado na teoria de Einstein. de gravidade”. 

Sherwin acrescentou: “Nossos resultados também fornecem novos insights sobre um debate em andamento que alguns chamam de ‘A Crise na Cosmologia’”. . Isso produziu resultados que sugerem que a matéria escura não era irregular o suficiente sob o modelo padrão da cosmologia e levou a preocupações de que o modelo possa estar quebrado. No entanto, os resultados mais recentes da equipe do ACT avaliaram com precisão que os grandes pedaços vistos nesta imagem são do tamanho exato. 

Fontes: princeton.edu