O Universo do Telescópio Espacial Planck

O Universo de Planck: a Imagem do Universo se Torna Mais Clara

Depois do satélite COBE lançado em novembro de 1989, WMAP em junho de 2001, a sonda Planck lançada em maio de 2009 continuou a explicar a história do Universo com uma resolução cada vez mais fina.

O Universo contém tudo o que existe, incluindo o espaço-tempo, portanto, não tem "borda." De fato, a existência de uma borda implicaria que além dessa borda, não estaríamos mais no Universo. Vamos cruzar esse limite observável?

O limite observável é um "sussurro de rádio" capturado por vários satélites no espectro eletromagnético a 2,7K (-270°C). Ele nos mostra as flutuações residuais do nosso universo e, em segundo plano, os grumos de matéria que deram origem a galáxias, estrelas e tudo o que vemos atualmente. Graças à radiação eletromagnética fóssil ou Fundo Cósmico de Micro-ondas, detectada fortuitamente por Arno Allan Penzias e Robert Woodrow Wilson em 1965, podemos ver nosso passado.

Ralph Alpher (1921-2007) e Robert Herman (1914-1997), apoiados por George Gamow (1904-1968), predisseram em 1948 a existência de uma radiação proveniente do Big Bang. A radiação fóssil é uma radiação natural de micro-ondas de baixa temperatura que chega à superfície da Terra de todas as direções do cosmos. É chamada assim porque forma um fundo para todas as fontes de rádio pontuais que foram detectadas por radiotelescópios.

Essa radiação residual do fundo do céu não foi emitida no nascimento do Universo, mas no momento em que o Universo passou de um estado opaco para um estado transparente, ou seja, luminoso. Antes disso, o Universo era invisível, não composto de matéria (nêutrons e prótons), mas de uma sopa de quarks e glúons.

380.000 anos após o Big Bang, a luz começou a viajar livremente pela primeira vez. A luz da gigantesca bola de fogo que se seguiu ao Big Bang esfriou lentamente para se tornar, 13 bilhões de anos depois, um fundo de micro-ondas. O Universo Observável contém aproximadamente 7×10²² estrelas, distribuídas em cerca de 10¹¹ galáxias, que por sua vez estão organizadas em aglomerados e superaglomerados de galáxias. O número de galáxias pode ser ainda maior. É por isso que os especialistas em cosmologia frequentemente usam o termo universo observável.

N.B.: O modelo do Big Bang favorece a existência de uma fase de inflação cósmica muito breve, mas durante a qual o universo teria crescido extremamente rápido. É a partir daí que a maioria das partículas materiais do universo foi criada a alta temperatura, desencadeando a emissão de uma grande quantidade de luz, chamada fundo cósmico de micro-ondas. Essa radiação é observada hoje com grande precisão por sondas espaciais.

O Universo de Planck: Suas Origens, Seu Futuro e Seus Componentes

A luz não se desloca a uma velocidade infinita, portanto, as observações que fazemos vêm do passado.

Ao olhar cada vez mais longe, vemos os objetos como eram no passado, cada vez mais próximos do momento do Big Bang.

Aqui está a melhor representação já feita do universo observável (março de 2013). Este mapa mostra o farol cósmico mais antigo que irradia em nosso universo. Graças à missão Planck, essa marca dos primeiros objetos cósmicos foi detectada com tanta precisão.

A luz antiga (fundo cósmico de micro-ondas) foi impressa neste mapa quando o Universo tinha apenas 380.000 anos. A imagem exibe minúsculas flutuações de temperatura que correspondem a regiões de densidades ligeiramente diferentes, cada uma representando as sementes de toda a estrutura futura do Universo, ou seja, as estrelas e galáxias de hoje.

Ao analisar os padrões de luz neste mapa, os cientistas ajustaram o que sabemos sobre o universo, suas origens, futuro e componentes básicos. Os cientistas limparam essa representação de toda a luz emitida pelas galáxias circundantes e por nossa própria Via Láctea.

Planck permitiu estabelecer uma idade mais precisa para nosso Universo (13,8 bilhões de anos), um pouco mais velho que o de WMAP (13,75 bilhões de anos). Sua composição também foi ajustada: 4,8% de matéria comum (átomos), 25,8% de matéria escura e 69,4% de energia escura.

Os enormes dados coletados por Planck manterão os pesquisadores ocupados por muitos anos e, sem dúvida, revelarão mais segredos sobre a criação da matéria. Em 3 de julho de 2009, Planck alcançou o ponto de Lagrange L2 e foi colocado em uma trajetória chamada órbita de Lissajous. L2 está localizado a 1,492 milhão de km da Terra, no lado oposto ao Sol. O satélite deveria girar mais lentamente que a Terra porque a força gravitacional solar é mais fraca, mas o campo gravitacional da Terra tende a acelerá-lo. No ponto L2, o objeto orbita ao redor do Sol na mesma velocidade angular que a Terra.

N.B.: Os primeiros vislumbres do universo observável vistos pela missão Planck (março de 2013). Esta imagem representa os vestígios dos primeiros momentos da criação, aproximadamente 380.000 anos após o Big Bang. Astrofísicos europeus, canadenses e americanos da missão trabalharam juntos para analisar o enorme fluxo de dados do telescópio espacial Planck. Planck observa e mede as variações de temperatura do fundo de micro-ondas com uma sensibilidade muito maior, uma melhor resolução angular e em uma faixa de frequências mais ampla do que todos os observatórios anteriores.