O Universo é mais antigo do que pensamos? Parte 2: Luz Cansada

 Esta é a Parte 2 de uma série sobre a idade do universo.  

Tudo isso se baseia na suposição de que as galáxias estão se afastando de nós. E, na verdade, eu dei uma pequena trapaceada. A observação real não é que as galáxias parecem estar se afastando, mas sim que a luz de galáxias distantes está sofrendo um desvio para o vermelho. 

Essa é uma distinção mínima, mas na ciência, os detalhes importam.

Observamos galáxias se afastando de nós com o desvio para o vermelho. Essa é a observação original (e, para sermos justos, a observação crucial hoje em dia). Esse resultado nos foi obtido pelo trabalho de Edwin Hubble no final da década de 1920. A explicação geralmente aceita é que o universo está se expandindo: a luz de galáxias distantes sofre um desvio para o vermelho porque, à medida que viaja pelas vastas e solitárias profundezas do espaço, ela é esticada pela expansão cósmica. Mas, por um bom tempo, houve debate sobre o que exatamente causava esse desvio para o vermelho.

A interpretação mais simples, de que as galáxias estão realmente se afastando de nós, não funciona tão bem. Isso porque não se trata apenas de as galáxias estarem sofrendo desvio para o vermelho. O desvio para o vermelho é proporcional à distância. Quanto maior a distância até uma galáxia, maior o efeito do desvio para o vermelho. Se o desvio para o vermelho fosse devido ao movimento, então as galáxias duas vezes mais distantes de nós teriam que SABER disso e conspirar para se afastarem de nós duas vezes mais rápido.

O que é estranho.

Outra opção foi proposta pelo astrônomo Fritz Zwicky. O velho Fritz era uma figura peculiar. Ele realizou muitos trabalhos importantes – por exemplo, cunhou o termo supernova, o que por si só já merece reconhecimento, sem mencionar sua descoberta pioneira da matéria escura – mas também tinha o hábito de ir contra o status quo. E você sabe que eu sempre fui fã de cientistas rabugentos e ranzinzas que faziam o possível para conter o avanço do progresso.

“Li todos os artigos que você já escreveu, assisti a todas as suas apresentações e posso afirmar categoricamente que nunca encontrei uma única ideia original que você pudesse honestamente chamar de sua”, disse ele certa vez a um colega, Robert Millikan. Robert Millikan era ganhador do Prêmio Nobel e também chefe de Zwicky.

Pois é, esse é o tipo de cara com quem estamos lidando.

De qualquer forma, Zwicky não gostava muito do conceito de "universo em expansão", então trabalhou para encontrar alternativas, e sua ideia mais promissora ficou conhecida como "luz cansada".

Talvez haja algo de peculiar na luz, ou algo de peculiar na natureza do espaço entre as galáxias, que cause o desvio para o vermelho sem que as galáxias precisem se mover. Essa é uma tarefa complexa que exigirá uma reformulação da nossa compreensão da física... mas, ei, a ideia de um universo em expansão também é complexa, então pelo menos estamos na mesma linha de raciocínio.

Para que a luz cansada funcione, algumas coisas precisam estar alinhadas. Primeiro, a luz precisa perder energia de alguma forma ao viajar, mas SOMENTE em distâncias extremamente longas. Segundo, não pode envolver algum tipo de processo de dispersão em que a luz se filtra através de uma substância ou interage com algo, porque isso faria com que a luz se espalhasse em seu caminho até aqui – nas distâncias de que estamos falando, isso faria com que nossas imagens de galáxias distantes ficassem progressivamente mais borradas quanto mais longe elas estivessem.

E esse mecanismo teria que ter o mesmo efeito em todos os comprimentos de onda da luz, atingindo raios X de alta energia e ondas de rádio instáveis ​​exatamente da mesma maneira.

Ah, e teria que reproduzir a relação entre distância e deslocamento em escalas extremamente grandes, o que não é exatamente 1:1 à medida que se vai muito longe.

Ah, ah, e ainda teria que manter o universo estático, o que vai contra as inclinações naturais da relatividade geral.

Oh, oh, oh! E teria que ser compatível com a relatividade especial e a mecânica quântica, nenhuma das quais admite um mecanismo para simplesmente absorver aleatoriamente toda a radiação viajante sem qualquer tipo de interação.

A luz cansada é uma ideia ultrapassada. Simplesmente não funciona quando se consideram todos os obstáculos que precisa superar. Não é que o conceito em si tenha sido refutado (isso é bastante difícil em física), mas sim que, sempre que alguém cria um modelo, ele falha e precisa ser descartado. E até agora, ninguém conseguiu encontrar uma maneira de tornar a luz cansada que esteja de acordo com todas as observações.

Caso encerrado? A teoria da luz cansada não funciona, assim como nenhuma outra explicação para o desvio para o vermelho das galáxias. A única explicação possível é um universo em expansão, que descrevemos usando a métrica FLRW, a qual nos fornece um relógio universal.

E se a métrica estivesse errada?

Continua…

Universetoday.com