A primeira luz do universo acaba de ser revelada em detalhes impressionantes: WebCuriosos
Acabamos de obter o instantâneo mais claro já da primeira luz que passou pelo universo.
Depois de cinco anos olhando sem piscar para o céu, o Telescópio de Cosmologia Atacama (ACT) compilou o mapa mais detalhado que já vimos do fundo cósmico de microondas – a luz fraca que permeia o universo de apenas 380.000 anos após o Big Bang.
Os resultados? Agora, temos uma janela mais clara para a infância do universo, revelando com maior precisão do que nunca a quantidade de massa nela, quão grande é e que a maior crise da cosmologia – a constante do cubo – permanece sem solução.
As descobertas foram detalhadas em três papéis de pré -impressão enviados para Arxiv e o site da Lei da Universidade de Princeton.
“Estamos vendo os primeiros passos para fazer as primeiras estrelas e galáxias”, diz o físico Suzanne Staggs, da Universidade de Princeton, nos EUA.
“E não estamos apenas vendo claros e escuros, estamos vendo a polarização da luz em alta resolução. Esse é um ato de distinção de fatores definidores de Planck e outros telescópios anteriores. “
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Não podemos ver todo o caminho de volta ao Big Bang. O universo inicial estava cheio de uma névoa espessa, escura e opaca de plasma ionizado. Este meio era impenetrável à luz; Quaisquer fótons que se movem através da escuridão simplesmente se espalham por elétrons livres.
Não foi até cerca de 380.000 anos após o big bang que essas partículas começaram a se combinar em gás neutro, principalmente hidrogênio, no que é conhecido como o Época da recombinação.
Uma vez que as partículas livres foram escondidas nos átomos, a luz foi capaz de derramar, propagando -se em todo o universo. Essa primeira luz é o fundo cósmico de microondas (CMB).
Como você pode imaginar, cerca de 13,4 bilhões de anos depois, o CMB é muito, muito fraco e baixo em energia, por isso leva muito tempo de observação para detectá -lo e muita análise para provocá -la em meio a todas as outras fontes de luz no universo.
Compilar um mapa do CMB tem sido obra de muitas décadas, com o primeiro mapa All-Sky Lançado em 2010compilado a partir de dados coletados pelo Telescópio Espacial Planck. Desde então, os cientistas estão trabalhando para refinar a resolução do mapa, para que possamos aprender mais sobre como nasceu nosso universo.
É isso que temos agora com a versão mais recente de dados do ACT, mostrando a intensidade e a polarização do CMB com mais clareza do que nunca. A polarização é o grau em que uma onda de luz é girada, pela qual os astrônomos podem decodificar a inferir a natureza dos ambientes pelos quais a luz viajou.
“Antes, conseguimos ver onde as coisas estavam e agora também vemos como elas estão se movendo”, diz Staggs. “Como usar as marés para inferir a presença da lua, o movimento rastreado pela polarização da luz nos diz o quão forte foi a atração da gravidade em diferentes partes do espaço”.
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O CMB nos dá um meio de medir a evolução do universo. Podemos olhar para o estado do jogo agora e em momentos diferentes durante a história do universo e compará -lo ao CMB para traçar os 13,8 bilhões de anos desde o Big Bang.
“Nós medimos mais precisamente que o universo observável Estende quase 50 bilhões de anos-luz em todas as direções dos EUA “, diz o cosmologista Erminia Calabrese, da Universidade de Cardiff, no Reino Unido,” e contém tanta massa quanto 1.900 'Zetta-Suns', ou quase 2 trilhões de trilhões de sol “.
A maior parte dessa massa é invisível. A matéria bariária normal representa apenas 100 zetta-sun da massa do universo. Isso é tudo o que podemos detectar – estrelas, galáxias, planetas, pessoas, buracos negros, gás, poeira – tudo isso.
Desse assunto normal, 75 zetta-sun são hidrogênio e 25 zetta-suns são hélio. O restante dos elementos do universo combinado tem tão pouca massa que eles nem sequer causam um pouco no gráfico de pizza.
Outros 500 Zetta-Suns compõem a matéria escura invisível, cuja natureza é desconhecida. Os 1.300 Zetta-sun restantes constituem energia escura, o nome que damos à força invisível que empurra espaço para expandir mais rapidamente do que podemos ver.
Isso nos leva à constante de Hubble, que representa A taxa de expansão do universo.
Entramos nas minúcias com mais detalhes aqui, mas a versão curta é que as medições do universo distante com base em dados como o CMB mostram uma taxa de expansão mais lenta do que as medições do universo local com base em dados como as supernovas. O primeiro tem cerca de 67 ou 68 quilômetros por segundo por megaparsec, o último em torno de 73 ou 74 quilômetros por segundo por megaparsec.
É bastante fascinante e vale a pena ler mais se você tiver a inclinação, mas o resultado dessa tensão é que os astrônomos estão tentando fazer medidas cada vez melhores do universo para tentar fechar a lacuna entre as duas faixas de medição.
O novo mapa do CMB deu uma constante de hubble de 69,9 quilômetros por segundo por megaparsec. É uma das medições mais rigorosas até agora e, em boa concordância, com outros valores para a constante de Hubble com base no CMB.
“Foi um pouco surpreendente para nós que não encontramos evidências parciais para apoiar o valor mais alto”, diz Staggs. “Havia algumas áreas em que pensamos que poderíamos ver evidências de explicações sobre a tensão, e elas simplesmente não estavam lá nos dados”.
Então isso ainda é um problema que precisa ser resolvido. Mas os cálculos repetidos e rigorosos parecem estar cada vez mais sugerindo que há algo crucial que estamos perdendo, ou o universo é um pouco mais estranho do que pensávamos.
Mas esse mapa de laranja e azul está nos aproximando de descobrir, uma prova da curiosidade insaciável e da ingenuidade incansável da ciência humana.
“Podemos ver de volta pela história cósmica”, diz o astrofísico Jo Dunkley, da Universidade de Princeton. “Da nossa própria Via Láctea, fora de galáxias distantes que hospedam vastos buracos negros e enormes grupos de galáxias, até o momento da época da infância”.
Os três artigos foram enviados para Arxiv e estão disponíveis em O site de Princeton.
