Em 17 de março de 2014, os astrônomos anunciaram uma descoberta histórica. Tendo deixado uma marca profunda na radiação relíquia, que permeia todo o Universo e foi criada no alvorecer dos tempos, as ondas gravitacionais estavam sob observação direta, dando-nos a oportunidade de examinar a própria natureza do período inflacionário, o que implica um rápido crescimento do nosso Universo imediatamente após o Big Bang.
A busca por dados adicionais em favor da teoria da inflação cósmica deveria ter sido uma descoberta suficiente, mas o fato de que os astrônomos agora têm evidências em favor da existência de ondas gravitacionais faz deste Dia de São Patrício um dia especial para a cosmologia.
Imagem do universo "infantil". O mapa exibe as temperaturas de fundo de microondas do WMAP. Pontos quentes - vermelho e frio - azul.
Então, o que é isso, ondas gravitacionais? Elas podem ser representadas como ondulações no espaço-tempo, que geram movimentos maciços do movimento pelo espaço. Imagine que você jogou a bola na piscina. As ondulações criadas ao bater a bola contra a água se espalharão do ponto de impacto em diferentes direções. Ondas gravitacionais agem da mesma maneira, mas, ao contrário de ondulações na superfície da água, ondas gravitacionais se propagam na velocidade da luz através do espaço tridimensional. A teoria da relatividade geral de Albert Einstein previu sua existência. Além disso, houve algumas observações indiretas de ondas gravitacionais que liberaram energia orbital de sistemas estelares binários. Como somos objetos do espaço-tempo, também devemos ser capazes de detectar sua presença à medida que passam pelo espaço-tempo local. Experimentos multimilionários, como o interferômetro de laser das ondas de gravidade do observatório (LIGO) em Louisiana e Washington, foram construídos para detectar diretamente as ondas gravitacionais que se propagam pela Terra. No entanto, sua descoberta até agora se mostrou ilusoriamente ilusória.
A Teoria do Big Bang: A singularidade é um ponto de partida, seguido pela expansão.
Fundo de microondas cósmica ou CMB é um famoso artefato de big bang. Representando “Echo” sobre a criação do Universo, essas pequenas flutuações de temperatura, observadas na borda mais distante do Universo visível, foram estudadas usando telescópios espaciais como a Sonda de Anisotropia por Microondas Wilkinson da NASA (WMAP) e o Observatório Planck na Europa. Estes observatórios medem especialmente pequenas perturbações de temperatura (conhecidas como anisotropias) no CMB e estudam informações sobre as condições imediatamente após o Big Bang e podem até mesmo descobrir a idade do Universo. O rápido período inflacionário pressupõe que nosso Universo tenha se expandido um bilhão de trilhões de vezes em uma fração de segundo. Surpreendentemente, essa é qualquer perturbação de tamanho quântico que existia naquela época, inchada durante a noite, e os astrônomos supõem que essas minúsculas estruturas podem ser observadas hoje, na forma de enormes perturbações gravitacionais. Mas antes de usar o projeto BICEP2, os cientistas assumiram que essas ondas são fracas demais para serem detectadas. Acontece que eles estavam errados.
Possíveis opções para o fim do universo
"Foi como encontrar uma agulha em um palheiro, mas em vez disso encontramos sucata", disse o oficial do projeto BICEP2, Clem Prike, da Universidade de Minnesota.
"As implicações desta descoberta são incompreensíveis", disse o coordenador do projeto Jamie Bock, físico do Instituto de Tecnologia da Califórnia e do Jet Propulsion Laboratory (JPL). "Nós medimos o sinal que vem de tempos imemoriais."
Localizado nas áridas condições atmosféricas da Antártida, o BICEP2 tem uma visão muito clara do espaço. O dispositivo tem a capacidade de medir a polarização de um sinal fraco da radiação de fundo. Na Terra, a luz do sol pode se tornar polarizada se for refletida de um espelho ou quando for filtrada usando óculos de sol polarizados (reduzindo assim o brilho). A radiação da antiga radiação relíquia também pode se tornar polarizada, e as ondas gravitacionais têm a capacidade de manipular a polarização da radiação incidente. O tipo específico de polarização conhecido como “modo de polarização B” é o que o BICEP2 estava procurando, e agora, com um alto grau de certeza, os astrônomos descobriram isso.
"O padrão de vórtice da polarização no modo B é uma assinatura única das ondas gravitacionais", diz Chao -Ling Guo, um dos líderes do projeto, da Universidade de Stanford e do National Accelerator Laboratory.
O anúncio de hoje está sendo apresentado como a “descoberta do século” e, embora os dois documentos publicados hoje só possam ser impressos, é seguro dizer que os astrônomos “acertaram em cheio”. Esses resultados não apenas confirmam a teoria da inflação cósmica e indicam a presença de ondas gravitacionais, mas também podem ser associados a um dos problemas mais difíceis da física quântica moderna, ou seja, qual o papel que a gravidade desempenha no mundo quântico.
