Explorando os Prémios Nobel

Prémio Nobel da Física 2006

No fundo, este prémio Nobel tem a ver com a interpretação da seguinte imagem do Universo (O Universo Primitivo):

Continuamos, ainda hoje a perguntar-mo-nos: Qual a origem do Universo?

A cosmologia foi, até há pouco tempo, apenas uma área de análise filosófica, procurando responder a questões como:
–O Universo é infinito ou finito?
–Existe desde sempre ou teve um início?
–Existirá para sempre ou terá um fim?

Ainda continuam a existir questões metafísicas, como:

Se o Universo teve um início, o que existia antes?

Hubble, nos anos 20, descobriu que todos os objectos distantes (galáxias) se afastavam de nós, dando origem ao conceito de Universo em Expansão representado na figura seguinte.

Não estamos no centro do Universo. Teríamos a mesma perspectiva de qualquer outra galáxia, ou seja, veríamos de qualquer galáxias, as galáxias longínquas a afastarem-se de nós, como se representa nas figuras seguintes:

A Teoria da Relatividade generalizada propõe dois modelos de Universo:

O Modelo do Universo Estacionário, previsto apenas pela teoria, e,

O Modelo do Big-Banga, previsto pela teoria e confirmado pelas observações.

De acordo com o último Modelo, o Universo teve um começo e está em expansão, prevê-se que as abundâncias dos diferentes elementos químicos no Universo primordial - 75%H e 25% He, e prevê-se, a existência de uma radiação cósmica de fundo.

Sabendo a taxa de expansão do Universo, podemos estimar o tempo que as galáxias levaram a afastarem-se dum mesmo ponto inicial até aonde se encontram agora:

T ≈ d/v =14 mil milhões de anos

A Radiação

Todos os corpos emitem radiação característica da sua temperatura.
A cor de uma estrela diz-nos a sua temperatura.

Radiação cósmica de fundo

Na sua infância, o Universo era extremamente quente e denso. A matéria e a radiação estavam em constante interacção;
À medida que o Universo expandia, a densidade e temperatura baixavam;
Na sua juventude, aos 380 mil anos, a radiação existente deixou de interagir com a matéria;
Desde essa altura, esta radiação propaga-se livremente e é hoje observada como a radiação cósmica de fundo. A radiação cósmica de fundo foi descoberta acidentalmente como um ruído em 1964 por R. Wilson & A. Penzias.

O Estudo Experimental do Universo

COBE (COsmic Background Explorer) foi lançado em 1989 para medir o CMB em baixos comprimentos de onda (1cm a 0.001mm) em todo o céu.

John Mather foi o investigador principal e responsável por um dos instrumentos a bordo – FIRAS – com o objectivo de medir o CMB a diferentes comprimentos de onda.

O ajustamente entre os dados experimentais e os medidos pela COBE foram supreendentes, porque conseguiu eliminar um vasto conjunto de interferências.

George Smoot foi o responsável pelo instrumento – DMR - que pretendia medir pequenas variações espaciais no CMB (anisotropias), podendo obter-se uma imagem mais nítida do Universo Primitivo.

O COBE permitiu confirmar com grande precisão as previsões do modelo do Big-Bang e observar anisotropias na radiação cósmica de fundo.

A cosmologia é, ainda hoje, uma ciência experimental e em rápida evolução, deixando muitas questões em aberto:
-O Universo é em grande parte constituído por algo desconhecido;
-O modelo do Big-Bang não responde a diversas questões - teorias de inflação, defeitos topológicos, variação das constantes da natureza e dimensões extra, e,
-A interacção entre cosmologia e física de partículas será fundamental para compreender a natureza da matéria e energia escura.

posted by Desertos e Desertificação @ 12:17 PM