- segunda mar 17, 2008 2:23 pm
#29625
A NASA anunciou a semana passada cinco anos de dados recolhidos pela WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), que aperfeiçoa o nosso conhecimento do Universo e o seu desenvolvimento. É um tesouro de informação, incluindo pelo menos três grandes descobertas:
- Novas provas de um mar de neutrinos cósmicos, espalhado pelo Universo;
- Claras evidências que as primeiras estrelas levaram mais de quinhentos milhões de anos para criar um nevoeiro cósmico;
- Rígidos constrangimentos na explosão da expansão do Universo durante o seu primeiro bilionésimo de segundo.
"Estamos a viver numa época extraordinária," disse Gart Hinshaw do Centro Aeroespacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. "A nossa é a primeira geração na História da Humanidade a fazer medições tão detalhadas e longínquas do Universo."
A sonda WMAP mede um dos restos do início do Universo - a sua luz mais antiga. As condições destes tempos primordiais estão aí gravadas. É o resultado do que acontece mais cedo, e uma luz de fundo para os desenvolvimentos posteriores do Universo. Esta luz perdeu energia à medida que o Universo se expandiu ao longo dos seus 13,7 mil milhões de anos, por isso a WMAP vê agora a luz como micro-ondas. Ao fazer medições precisas dos padrões destas micro-ondas, a WMAP respondeu a grandes questões acerca da idade do Universo, composição e desenvolvimento.
O Universo está inundado por um mar de neutrinos cósmicos. Estas partículas sub-atómicas quase sem massa viajam quase à velocidade da luz. Milhões de neutrinos cósmicos passam por si a cada segundo.
"Um bloco de chumbo com o tamanho do nosso Sistema Solar não chegaria, nem de perto, para parar um neutrino cósmico," disse o membro da equipa, Eiichiro Komatsu da Universidade do Texas em Austin.
A WMAP descobriu evidências deste "fundo de neutrinos cósmicos" do Universo primitivo. Os neutrinos tinham um papel maior no início do Universo do que têm agora.
A radiação micro-ondas vista pela WMAP quando o Universo tinha apenas 380.000 anos mostra que, nessa altura, os neutrinos constituiam 10% do Universo, os átomos 12%, a matéria escura 63%, os fotões 15% e a energia escura era negligenciável. Por contraste, estimativas dos dados da WMAP mostram que o Universo actual consiste de 4,6% de átomos, 23% de matéria escura, 72% de energia escura, e menos de 1% de neutrinos.
Os neutrinos cósmicos existiram em tão grandes números que afectaram o desenvolvimento do Universo. Isso, por sua vez, influenciou as micro-ondas que a WMAP observa. Os dados sugerem, com um grau de confiança superior a 99,5%, a existência do fundo cósmico de neutrinos - a primeira vez que esta prova foi inferida pelas micro-ondas cósmicas.
Muito do que a WMAP revela sobre o Universo é devido aos padrões nos seus mapas celestes. Os padrões vêm de ondas sonoras no Universo primitivo. Tal como o som da corda de uma guitarra, existe uma nota primária e uma série de sons harmónicos. O terceiro som harmónico, agora claramente capturado pela WMAP, ajuda na descoberta de provas dos neutrinos.
O quente e denso Universo jovem foi um reactor nuclear que produziu hélio. Teorias baseadas na quantidade de hélio actual prevêm que um oceano de neutrino deveria existir quando o hélio foi produzido pela primeira vez. Os novos dados concordam com esta previsão, bem como medições precisas das propriedades dos neutrinos, feitas por colisores de partículas cá na Terra.
Outra descoberta inferida pelos dados é a clara evidência que as primeiras estrelas levaram mais de 500 milhões de anos para criar um nevoeiro cósmico. Os dados providenciam novas revelações cruciais sobre o fim da "Idade Negra", quando a primeira geração de estrelas começou a brilhar. O brilho destas estrelas criou um fino nevoeiro de electrões no gás em volta que espalha as micro-ondas, tal como o nevoeiro espalha os raios de luz dos faróis de um carro.
"Temos agora provas que a criação deste nevoeiro foi um processo lento, começando quando o Universo tinha cerca de 400 milhões de anos e durando 500 milhões de anos," disse Joanna Dunkley, da Universidade de Oxford no Reino Unido e da Universidade de Princeton, também ela parte da equipa da WMPA. "Estas medições são actualmente possíveis apenas com a WMPA."
Uma terceira grande descoberta dos novos dados coloca duras restrições na surpreendente explosão de crescimento no primeiro bilionésimo de segundo do Universo, uma fase de nome "inflação", quando as ondulações no tecido do espaço podem ter sido criadas. Algumas versões da teoria da inflação foram agora eliminadas. Outras têm agora novos suportes.
"Os novos dados excluem muitas ideias fortes que procuram descrever o rápido crescimento no início do Universo," disse o investigador principal da WMAP, Charles Bennett, da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Maryland. "É surpreendente que as previsões mais audazes dos eventos nos primeiros momentos do Universo possam agora ser confrontadas com medições sólidas."
Os dados de cinco anos da WMAP foram anunciados a semana passada, e os resultados foram publicados numa série de sete artigos científicos, submetidos ao Astrophysical Journal.
Anteriormente a estes dados de cinco anos, a WMAP já tinha feito um par de importantes descobertas. Em 2003, a determinação da existência de uma grande percentagem de energia escura no Universo apagou as dúvidas que havia acerca da própria existência da energia escura. Nesse mesmo ano, a WMAP também obteve a idade do Universo: 13,7 mil milhões de anos (refinada agora para 13,73 mil milhões de anos, com um erro de +/- 120 milhões de anos).
http://wmap.gsfc.nasa.gov/media/080997/080997_5yrFullSky_WMAP_2048W.png
Esta detalhada imagem de todo o céu mostra o jovem Universo a partir de três anos de dados do WMAP. A imagem revela flutuações de temperatura com 13,7 mil milhões de anos (vistas entre as diferenças de cor) que correspondem às sementes que cresceram para se tornarem nas galáxias. O sinal da Via Láctea foi subtraído usando dados de várias frequências. A imagem mostra um intervalo de temperatura de +/- 200 microKelvin.
Crédito: NASA / Equipa científica da WMAP
s dados da WMAP revelam que o seu conteúdo inclui 4,6% de átomos, a matéria de que são feitas as estrelas e os planetas. A matéria escura compreende 23% do Universo. Esta matéria, diferente dos átomos, não emite nem absorve luz. Foi apenas detectada indirectamente devido à sua gravidade. 72% do Universo é composto por "energia escura", que actua como uma espécie de anti-gravidade. Esta energia, diferente da matéria escura, é responsável pela aceleração actual da expansão do Universo. Os dados da WMAP são precisos até dois dígitos, por isso o total destes números não é 100%. Isto reflecte os limites actuais da capacidade da WMAP de definir a matéria escura e a energia escura.
Crédito: NASA / Equipa científica da WMAP
O "espectro angular" das flutuações no mapa celeste da WMAP. Mostra o brilho relativo das "manchas" no mapa vs. o tamanho das manchas. A forma desta curva contém uma riqueza de informação acerca da história do Universo.
Crédito: NASA / Equipa científica da WMAP
http://wmap.gsfc.nasa.gov/media/060915/060915_CMB_Timeline300.jpg
Representação da evolução do Universo ao longo de 13,7 mil milhões de anos. À esquerda estão os momentos mais antigos que conseguimos estudar, quando um período de "inflação" produziu um crescimento exponencial e súbito do Universo. (o tamanho é descrito pelo crescimento vertical da grelha neste gráfico.) Durante os milhares de milhões de anos seguintes, a expansão do Universo gradualmente diminui de velocidade à medida que a matéria no Universo era atraída para si própria pela gravidade. Mais recentemente, a expansão começou a acelerar novamente à medida que os efeitos repulsivos da energia escura começaram a dominar a expansão do Universo. O brilho da luz observada pela WMAP foi emitida aproximadamente 400.000 anos depois da inflação e viajou pela Universo basicamente sem barreiras desde aí. As condições do Universo primordial estão aí presentes; também forma uma luz de fundo para desenvolvimentos posteriores do Universo.
Crédito: NASA / Equipa científica da WMAP
Fonte astronomia online
- Novas provas de um mar de neutrinos cósmicos, espalhado pelo Universo;
- Claras evidências que as primeiras estrelas levaram mais de quinhentos milhões de anos para criar um nevoeiro cósmico;
- Rígidos constrangimentos na explosão da expansão do Universo durante o seu primeiro bilionésimo de segundo.
"Estamos a viver numa época extraordinária," disse Gart Hinshaw do Centro Aeroespacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. "A nossa é a primeira geração na História da Humanidade a fazer medições tão detalhadas e longínquas do Universo."
A sonda WMAP mede um dos restos do início do Universo - a sua luz mais antiga. As condições destes tempos primordiais estão aí gravadas. É o resultado do que acontece mais cedo, e uma luz de fundo para os desenvolvimentos posteriores do Universo. Esta luz perdeu energia à medida que o Universo se expandiu ao longo dos seus 13,7 mil milhões de anos, por isso a WMAP vê agora a luz como micro-ondas. Ao fazer medições precisas dos padrões destas micro-ondas, a WMAP respondeu a grandes questões acerca da idade do Universo, composição e desenvolvimento.
O Universo está inundado por um mar de neutrinos cósmicos. Estas partículas sub-atómicas quase sem massa viajam quase à velocidade da luz. Milhões de neutrinos cósmicos passam por si a cada segundo.
"Um bloco de chumbo com o tamanho do nosso Sistema Solar não chegaria, nem de perto, para parar um neutrino cósmico," disse o membro da equipa, Eiichiro Komatsu da Universidade do Texas em Austin.
A WMAP descobriu evidências deste "fundo de neutrinos cósmicos" do Universo primitivo. Os neutrinos tinham um papel maior no início do Universo do que têm agora.
A radiação micro-ondas vista pela WMAP quando o Universo tinha apenas 380.000 anos mostra que, nessa altura, os neutrinos constituiam 10% do Universo, os átomos 12%, a matéria escura 63%, os fotões 15% e a energia escura era negligenciável. Por contraste, estimativas dos dados da WMAP mostram que o Universo actual consiste de 4,6% de átomos, 23% de matéria escura, 72% de energia escura, e menos de 1% de neutrinos.
Os neutrinos cósmicos existiram em tão grandes números que afectaram o desenvolvimento do Universo. Isso, por sua vez, influenciou as micro-ondas que a WMAP observa. Os dados sugerem, com um grau de confiança superior a 99,5%, a existência do fundo cósmico de neutrinos - a primeira vez que esta prova foi inferida pelas micro-ondas cósmicas.
Muito do que a WMAP revela sobre o Universo é devido aos padrões nos seus mapas celestes. Os padrões vêm de ondas sonoras no Universo primitivo. Tal como o som da corda de uma guitarra, existe uma nota primária e uma série de sons harmónicos. O terceiro som harmónico, agora claramente capturado pela WMAP, ajuda na descoberta de provas dos neutrinos.
O quente e denso Universo jovem foi um reactor nuclear que produziu hélio. Teorias baseadas na quantidade de hélio actual prevêm que um oceano de neutrino deveria existir quando o hélio foi produzido pela primeira vez. Os novos dados concordam com esta previsão, bem como medições precisas das propriedades dos neutrinos, feitas por colisores de partículas cá na Terra.
Outra descoberta inferida pelos dados é a clara evidência que as primeiras estrelas levaram mais de 500 milhões de anos para criar um nevoeiro cósmico. Os dados providenciam novas revelações cruciais sobre o fim da "Idade Negra", quando a primeira geração de estrelas começou a brilhar. O brilho destas estrelas criou um fino nevoeiro de electrões no gás em volta que espalha as micro-ondas, tal como o nevoeiro espalha os raios de luz dos faróis de um carro.
"Temos agora provas que a criação deste nevoeiro foi um processo lento, começando quando o Universo tinha cerca de 400 milhões de anos e durando 500 milhões de anos," disse Joanna Dunkley, da Universidade de Oxford no Reino Unido e da Universidade de Princeton, também ela parte da equipa da WMPA. "Estas medições são actualmente possíveis apenas com a WMPA."
Uma terceira grande descoberta dos novos dados coloca duras restrições na surpreendente explosão de crescimento no primeiro bilionésimo de segundo do Universo, uma fase de nome "inflação", quando as ondulações no tecido do espaço podem ter sido criadas. Algumas versões da teoria da inflação foram agora eliminadas. Outras têm agora novos suportes.
"Os novos dados excluem muitas ideias fortes que procuram descrever o rápido crescimento no início do Universo," disse o investigador principal da WMAP, Charles Bennett, da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Maryland. "É surpreendente que as previsões mais audazes dos eventos nos primeiros momentos do Universo possam agora ser confrontadas com medições sólidas."
Os dados de cinco anos da WMAP foram anunciados a semana passada, e os resultados foram publicados numa série de sete artigos científicos, submetidos ao Astrophysical Journal.
Anteriormente a estes dados de cinco anos, a WMAP já tinha feito um par de importantes descobertas. Em 2003, a determinação da existência de uma grande percentagem de energia escura no Universo apagou as dúvidas que havia acerca da própria existência da energia escura. Nesse mesmo ano, a WMAP também obteve a idade do Universo: 13,7 mil milhões de anos (refinada agora para 13,73 mil milhões de anos, com um erro de +/- 120 milhões de anos).
http://wmap.gsfc.nasa.gov/media/080997/080997_5yrFullSky_WMAP_2048W.png
Esta detalhada imagem de todo o céu mostra o jovem Universo a partir de três anos de dados do WMAP. A imagem revela flutuações de temperatura com 13,7 mil milhões de anos (vistas entre as diferenças de cor) que correspondem às sementes que cresceram para se tornarem nas galáxias. O sinal da Via Láctea foi subtraído usando dados de várias frequências. A imagem mostra um intervalo de temperatura de +/- 200 microKelvin.
Crédito: NASA / Equipa científica da WMAP
s dados da WMAP revelam que o seu conteúdo inclui 4,6% de átomos, a matéria de que são feitas as estrelas e os planetas. A matéria escura compreende 23% do Universo. Esta matéria, diferente dos átomos, não emite nem absorve luz. Foi apenas detectada indirectamente devido à sua gravidade. 72% do Universo é composto por "energia escura", que actua como uma espécie de anti-gravidade. Esta energia, diferente da matéria escura, é responsável pela aceleração actual da expansão do Universo. Os dados da WMAP são precisos até dois dígitos, por isso o total destes números não é 100%. Isto reflecte os limites actuais da capacidade da WMAP de definir a matéria escura e a energia escura.
Crédito: NASA / Equipa científica da WMAP
O "espectro angular" das flutuações no mapa celeste da WMAP. Mostra o brilho relativo das "manchas" no mapa vs. o tamanho das manchas. A forma desta curva contém uma riqueza de informação acerca da história do Universo.
Crédito: NASA / Equipa científica da WMAP
http://wmap.gsfc.nasa.gov/media/060915/060915_CMB_Timeline300.jpg
Representação da evolução do Universo ao longo de 13,7 mil milhões de anos. À esquerda estão os momentos mais antigos que conseguimos estudar, quando um período de "inflação" produziu um crescimento exponencial e súbito do Universo. (o tamanho é descrito pelo crescimento vertical da grelha neste gráfico.) Durante os milhares de milhões de anos seguintes, a expansão do Universo gradualmente diminui de velocidade à medida que a matéria no Universo era atraída para si própria pela gravidade. Mais recentemente, a expansão começou a acelerar novamente à medida que os efeitos repulsivos da energia escura começaram a dominar a expansão do Universo. O brilho da luz observada pela WMAP foi emitida aproximadamente 400.000 anos depois da inflação e viajou pela Universo basicamente sem barreiras desde aí. As condições do Universo primordial estão aí presentes; também forma uma luz de fundo para desenvolvimentos posteriores do Universo.
Crédito: NASA / Equipa científica da WMAP
Fonte astronomia online
