Astronomia e Universo

  Esta é a Parte 3 de uma série sobre a idade do universo.   A métrica FLRW é um modelo. E você conhece o ditado: todos os modelos estão errados, mas alguns são úteis. A métrica FLRW é parcimoniosa: é a concepção mais simples que captura a maior quantidade de observações. E de fato é simples. Ela assume que, em escalas suficientemente grandes, o universo é HOMOGÊNEO: que é aproximadamente o mesmo de um lugar para outro, e que essa massa uniforme de matéria está sendo gradualmente diluída à medida que o universo se expande. Fazemos essas suposições porque a) elas se aproximam bastante da realidade e b) tornam a matemática da relatividade geral, que é notoriamente complexa, um pouco menos complexa. E é através da linguagem da métrica FLRW que obtemos nosso relógio universal. Nessa métrica, nessas equações, existe um parâmetro que representa a passagem do tempo. Normalmente, usamos o símbolo tau, que é o precursor da letra t no alfabeto grego, então isso se encaixa. E chamamo...

  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 ...

  Esta é a Parte 1 de uma série sobre a idade do universo.   Quando digo que o universo tem 13,77 bilhões de anos, soa bastante categórico. E não é só por causa dos números depois da vírgula. Isso apenas torna a afirmação precisa (e temos muito orgulho de termos alcançado esse nível de precisão, muito obrigado). Não, é a extrema confiança que me permite sentar aqui, olhar nos seus olhos e dizer, sem qualquer sombra de dúvida, que estimamos a idade do universo em 13,77 bilhões de anos. Mas... como? Como sabemos, de verdade, qual a idade do universo? E o que significa, afinal, o UNIVERSO inteiro ter uma idade? Então vamos lá. No episódio de hoje, vou explicar como calculamos a idade do universo e como chegamos a tanta certeza disso. Depois, vou apresentar três possíveis desafios ao nosso método de calcular a idade do universo. E vou superar esses desafios com a pura força da minha confiança. E ciência. Principalmente ciência. Bem, primeira objeção: será que o universo ...

Durante décadas, os cosmólogos construíram suas teorias com base na suposição de um cosmos idêntico em todas as direções, uma premissa fundamental para a reconstrução de sua história. Essa abordagem simplificada oferece a vantagem de tornar as equações da gravitação solucionáveis ​​ e produzir modelos com capacidade preditiva. Mapa da radiação cósmica de fundo em micro-ondas obtido pelo satélite Planck da ESA. Crédito: ESA e Colaboração Planck   Esse postulado de isotropia está no cerne do modelo cosmológico padrão, frequentemente chamado de Lambda-CDM. Ele descreve a dinâmica do Universo em grande escala , incorporando matéria escura e energia escura . No entanto, algumas observações recentes parecem contradizer essa simetria perfeita, lançando dúvidas sobre nossa compreensão atual. Entre as anomalias que desafiam o modelo, uma das mais marcantes diz respeito à radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a luz residual do Big Bang. Sua distribuição pelo céu exibe uma ligeira dif...

  Mais Perguntas do que Respostas De tempos em tempos, surge a ideia de que a física está perto de resolver todas as suas grandes questões. No entanto, como diria o físico Brian Cox, essa noção é tão redondamente equivocada que beira o cômico. Um diálogo recente entre Cox e seu colega Neil deGrasse Tyson revela que estamos em um dos momentos mais emocionantes da física fundamental, uma era definida menos por respostas e mais por mistérios profundos e fascinantes. Longe de ser um campo de conhecimento estabelecido, a física de ponta está vibrando com incertezas e possibilidades radicais em áreas como a astronomia de ondas gravitacionais e a informação quântica. As ideias que surgem dessas fronteiras não apenas desafiam o que sabemos, mas também a maneira como pensamos sobre a própria realidade. A seguir, exploramos cinco ideias discutidas por Tyson e Cox que vão abalar sua compreensão do universo e mostrar que as maiores descobertas ainda estão por vir. Não é “Matéria Escura”,...

Pesquisadores do SISSA — em colaboração com o INFN, o IFPU e a Universidade de Varsóvia — publicaram um estudo na Physical Review D que revoluciona nossa compreensão dos primeiros momentos cósmicos. Seu trabalho explora a hipótese de um período muito breve em que a matéria dominou o Universo nascente, criando condições propícias à formação de objetos cósmicos compactos. Essa fase, embora efêmera, teria sido suficiente para iniciar processos físicos que moldaram a evolução subsequente do cosmos.   Ilustração retirada do Pixabay Durante esse período de domínio da matéria, partículas elementares teriam se agrupado em halos que, sob a influência de suas próprias interações, teriam sofrido colapso gravitacional. Esse processo teria levado à criação de diversos objetos cósmicos, desde buracos negros primordiais a estrelas de bósons, e até mesmo estruturas mais exóticas. Essas formações teriam existido por apenas alguns segundos antes de se transformarem ou desaparecerem completamente. ...

Embora a existência de dimensões extras seja uma ideia interessante, atualmente não há nenhuma evidência que a sustente. Representação artística de um buraco negro curvando o espaço-tempo de acordo com a Teoria da Relatividade Geral de Einstein. (Crédito da imagem: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Getty Images)   Em 1919, o físico Theodor Kaluza levantou a hipótese de que dimensões extras poderiam resolver alguns problemas importantes da física . E embora ainda não tenhamos encontrado nenhuma evidência de algo fora do nosso espaço-tempo quadridimensional normal, ainda existem muitas opções intrigantes que valem a pena explorar. Um dos maiores enigmas da física moderna é o "problema da hierarquia". Basicamente, a força da gravidade é muito fraca . Ela é bilhões e bilhões de vezes mais fraca do que qualquer uma das outras forças fundamentais , e não temos ideia do porquê. Uma possibilidade estranha é que a gravidade consiga realizar algo especial que as outras forças nã...

Cerca de um bilhão de anos após o Big Bang, o universo vivenciou o período conhecido como Época da Reionização, quando os átomos neutros de hidrogênio que preenchiam o cosmos passaram a ser ionizados pela luz ultravioleta das primeiras estrelas. Um telescópio detectou um sinal vindo do universo primitivo. Crédito: HypeScience.com Porém, exatamente como começou essa transição — o que se poderia chamar de “como o universo levantou da cama” — era um mistério delicioso. Uma nova análise de mais de dez anos de observações com o rádio-telescópio Murchison Widefield Array (MWA) mostrou que esse despertar não foi gelado como muitos supunham: o aquecimento já rolava antes da festa começar. O que o MWA fez no deserto Localizado no interior da Austrália Ocidental, no observatório de rádio da Curtin University e parceiros, o MWA funciona na faixa de 70 a 300 MHz, projetado justamente para detectar a emissão de hidrogênio neutro na época remota. Os pesquisadores mineraram dez anos de regi...

 A superfície da Terra é finita. Podemos medi-la. Se estivesse em expansão, seu tamanho aumentaria com o tempo. E, mais uma vez, a boa e velha Terra nos ajuda a entender o que o universo pode estar fazendo além do nosso horizonte observável. Crédito: Daniel Cid do Pexels Nossa melhor suposição sobre o que acontece além do horizonte é que simplesmente existe mais coisas. Mais estrelas, mais galáxias, mais vídeos de gatos gerados por IA. Assim como presumimos que além do nosso horizonte na Terra existe mais… Terra. Então, qual é o tamanho do universo? Tipo, em sua totalidade, além do que podemos ver? Bem, a verdade é que provavelmente nunca saberemos. O limite observável é exatamente isso — um limite. Não é apenas um limite para o que podemos ver. É um limite para o que podemos conhecer. Existe uma quantidade total de informação contida no universo e uma quantidade finita de informação que poderíamos esperar receber, mesmo em um futuro infinito. Só podemos fazer suposições. É...