{"id":6890,"date":"2024-04-09T06:18:25","date_gmt":"2024-04-09T05:18:25","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6890"},"modified":"2024-04-09T06:18:26","modified_gmt":"2024-04-09T05:18:26","slug":"primeiros-resultados-do-desi-fornecem-a-medicao-mais-precisa-do-nosso-universo-em-expansao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/04\/09\/primeiros-resultados-do-desi-fornecem-a-medicao-mais-precisa-do-nosso-universo-em-expansao\/","title":{"rendered":"Primeiros resultados do DESI fornecem a medi\u00e7\u00e3o mais precisa do nosso Universo em expans\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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O DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) fez o maior mapa 3D do nosso Universo at\u00e9 \u00e0 data. A Terra est\u00e1 no centro desta fina fatia do mapa completo. Na sec\u00e7\u00e3o ampliada, \u00e9 f\u00e1cil ver a estrutura subjacente da mat\u00e9ria no nosso Universo.\nCr\u00e9dito: Colabora\u00e7\u00e3o Claire Lamman\/DESI; pacote de mapas de cores personalizado por cmastro<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Os investigadores utilizaram o DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) para elaborar o maior mapa 3D do nosso Universo e efetuar medi\u00e7\u00f5es de ponta da energia escura, a misteriosa causa da sua expans\u00e3o acelerada.<\/p>\n\n\n\n

Com 5000 pequenos “rob\u00f4s” num telesc\u00f3pio situado no topo de uma montanha, os investigadores podem olhar 11 mil milh\u00f5es de anos para o passado. A luz de objetos distantes no espa\u00e7o s\u00f3 agora chega ao DESI, permitindo-nos mapear o nosso cosmos tal como era na sua juventude e tra\u00e7ar o seu crescimento at\u00e9 ao que vemos hoje. A compreens\u00e3o da evolu\u00e7\u00e3o do nosso Universo est\u00e1 ligada \u00e0 forma como termina e a um dos maiores mist\u00e9rios da f\u00edsica: a energia escura, o ingrediente desconhecido que faz com que o nosso Universo se expanda cada vez mais depressa.<\/p>\n\n\n\n

Para estudar os efeitos da energia escura ao longo dos \u00faltimos 11 mil milh\u00f5es de anos, o DESI criou o maior mapa 3D do nosso cosmos alguma vez constru\u00eddo, com as medi\u00e7\u00f5es mais precisas at\u00e9 \u00e0 data. \u00c9 a primeira vez que os cientistas medem a hist\u00f3ria da expans\u00e3o do jovem Universo com uma precis\u00e3o inferior a 1%, dando-nos a melhor vis\u00e3o de sempre sobre a evolu\u00e7\u00e3o do Universo. Os investigadores partilharam a an\u00e1lise do seu primeiro ano de dados em v\u00e1rios artigos cient\u00edficos publicados no website arXiv e em palestras da Sociedade F\u00edsica Americana e no “Rencontres” de Moriond, It\u00e1lia.<\/p>\n\n\n\n

“Estamos incrivelmente orgulhosos dos dados, que produziram resultados cosmol\u00f3gicos de ponta e s\u00e3o os primeiros da nova gera\u00e7\u00e3o de experi\u00eancias de energia escura”, disse Michael Levi, diretor do DESI e cientista do Berkeley Lab (Lawrence Berkeley National Laboratory) do Departamento de Energia dos EUA, que gere o projeto. “At\u00e9 agora, estamos a ver uma concord\u00e2ncia b\u00e1sica com o nosso melhor modelo do Universo, mas tamb\u00e9m estamos a ver algumas diferen\u00e7as potencialmente interessantes que podem indicar que a energia escura est\u00e1 a evoluir com o tempo. Estas diferen\u00e7as podem ou n\u00e3o desaparecer com mais dados, pelo que estamos ansiosos por come\u00e7ar a analisar, em breve, o nosso conjunto de dados recolhidos ao longo de tr\u00eas anos.”<\/p>\n\n\n\n

O nosso principal modelo do Universo \u00e9 conhecido como Lambda-CDM. Inclui um tipo de mat\u00e9ria com intera\u00e7\u00e3o fraca (mat\u00e9ria escura fria, ou CDM, “cold dark matter”) e energia escura (Lambda). Tanto a mat\u00e9ria escura como a energia escura moldam a forma como o Universo se expande – mas de formas opostas. A mat\u00e9ria normal e a mat\u00e9ria escura abrandam a expans\u00e3o, ao passo que a energia escura a acelera. A quantidade de cada um destes componentes influencia a forma como o nosso Universo evolui. Este modelo faz um bom trabalho na descri\u00e7\u00e3o dos resultados de experi\u00eancias anteriores e na descri\u00e7\u00e3o do aspeto do Universo ao longo do tempo.<\/p>\n\n\n\n

No entanto, quando os resultados do primeiro ano do DESI s\u00e3o combinados com dados de outros estudos, existem algumas diferen\u00e7as subtis em rela\u00e7\u00e3o ao que o Modelo Lambda-CDM prev\u00ea. \u00c0 medida que o DESI recolhe mais informa\u00e7\u00f5es durante o seu levantamento de cinco anos, estes primeiros resultados tornar-se-\u00e3o mais precisos, esclarecendo se os dados apontam para explica\u00e7\u00f5es diferentes para os resultados que observamos ou para a necessidade de atualizar o modelo. Mais dados permitir\u00e3o tamb\u00e9m melhorar os outros resultados iniciais do DESI, que avaliam a constante de Hubble (uma medida da velocidade a que o Universo se expande atualmente) e a massa de part\u00edculas chamadas neutrinos.<\/p>\n\n\n\n

“Nenhuma experi\u00eancia espetrosc\u00f3pica tinha tido tantos dados antes e continuamos a recolher, todos os meses, dados de mais de um milh\u00e3o de gal\u00e1xias”, disse Nathalie Palanque-Delabrouille, cientista do Berkeley Lab e coporta-voz da experi\u00eancia. “\u00c9 espantoso que, apenas com o nosso primeiro ano de dados, j\u00e1 possamos medir a hist\u00f3ria da expans\u00e3o do nosso Universo em sete ‘fatias’ diferentes do tempo c\u00f3smico, cada uma com uma precis\u00e3o de 1 a 3%. A equipa trabalhou imenso para ter em conta as complexidades instrumentais e de modeliza\u00e7\u00e3o te\u00f3rica, o que nos d\u00e1 confian\u00e7a na robustez dos nossos primeiros resultados”.<\/p>\n\n\n\n

A precis\u00e3o global do DESI, relativamente \u00e0 hist\u00f3ria da expans\u00e3o durante 11 mil milh\u00f5es de anos, \u00e9 de 0,5%, e a \u00e9poca mais distante, que abrange 8-11 mil milh\u00f5es de anos no passado, tem uma precis\u00e3o recorde de 0,82%. Esta medi\u00e7\u00e3o do nosso jovem Universo \u00e9 incrivelmente dif\u00edcil de efetuar. No entanto, no espa\u00e7o de um ano, o DESI tornou-se duas vezes mais poderoso na medi\u00e7\u00e3o da hist\u00f3ria da expans\u00e3o nestes primeiros tempos do que o seu antecessor (o BOSS\/eBOSS do Sloan Digital Sky Survey), que demorou mais de uma d\u00e9cada.<\/p>\n\n\n\n

“Estamos muito satisfeitos por ver os resultados cosmol\u00f3gicos do primeiro ano de funcionamento do DESI”, disse Gina Rameika, diretora associada para a F\u00edsica de Altas Energias no Departamento de Energia dos EUA. “O DESI continua a surpreender-nos com o seu desempenho excecional e j\u00e1 est\u00e1 a moldar a nossa compreens\u00e3o do Universo.”<\/p>\n\n\n

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Uma impress\u00e3o art\u00edstica que mostra como o DESI utiliza quasares distantes para mapear a estrutura em grande escala do Universo. \u00c0 medida que a luz dos quasares viaja atrav\u00e9s do cosmos, \u00e9 absorvida por nuvens intergal\u00e1cticas de g\u00e1s. Esta absor\u00e7\u00e3o pode ser detetada na luz recolhida pelo DESI, permitindo aos astr\u00f3nomos mapear as bolsas de mat\u00e9ria densa. O DESI est\u00e1 montado no Telesc\u00f3pio Nicholas U. Mayall de 4 metros, no Observat\u00f3rio Nacional de Kitt Peak.
Cr\u00e9dito: NOIRLab\/NSF\/AURA\/P. Marenfeld<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Viajando no tempo<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O DESI \u00e9 uma colabora\u00e7\u00e3o internacional em que participam mais de 900 investigadores de mais de 70 institui\u00e7\u00f5es espalhadas por todo o mundo. O instrumento foi constru\u00eddo e \u00e9 operado com financiamento do Gabinete de Ci\u00eancia do Departamento de Energia dos EUA e est\u00e1 instalado no topo do Telesc\u00f3pio Nicholas U. Mayall de 4 metros, no Observat\u00f3rio Nacional de Kitt Peak, um programa do NOIRLab da NSF (Funda\u00e7\u00e3o Nacional de Ci\u00eancia dos EUA).<\/p>\n\n\n\n

Olhando para o mapa do DESI, \u00e9 f\u00e1cil ver a estrutura subjacente do Universo: cadeias de gal\u00e1xias agrupadas, separadas por vazios com menos objetos. O nosso Universo primitivo, para l\u00e1 da vis\u00e3o do DESI, era bastante diferente: uma sopa quente e densa de part\u00edculas subat\u00f3micas que se moviam demasiado depressa para formar mat\u00e9ria est\u00e1vel como os \u00e1tomos que conhecemos hoje. Entre essas part\u00edculas estavam n\u00facleos de hidrog\u00e9nio e h\u00e9lio, coletivamente chamados bari\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

Pequenas flutua\u00e7\u00f5es neste plasma ionizado inicial causavam ondas de press\u00e3o, movendo os bari\u00f5es num padr\u00e3o de ondula\u00e7\u00f5es que \u00e9 semelhante ao que ver\u00edamos se atir\u00e1ssemos v\u00e1rias pedras para um lago. \u00c0 medida que o Universo se expandia e arrefecia, formaram-se \u00e1tomos neutros e as ondas de press\u00e3o pararam, congelando as ondula\u00e7\u00f5es em tr\u00eas dimens\u00f5es e aumentando o agrupamento das futuras gal\u00e1xias nas \u00e1reas densas. Milhares de milh\u00f5es de anos depois, ainda podemos ver este padr\u00e3o t\u00e9nue de ondula\u00e7\u00f5es 3D, ou bolhas, na separa\u00e7\u00e3o caracter\u00edstica das gal\u00e1xias – um elemento chamado OABs (Oscila\u00e7\u00f5es Ac\u00fasticas de Bari\u00f5es).<\/p>\n\n\n\n

Os investigadores utilizam as medi\u00e7\u00f5es das OABs como uma r\u00e9gua c\u00f3smica. Medindo o tamanho aparente destas bolhas, podem determinar as dist\u00e2ncias \u00e0 mat\u00e9ria respons\u00e1vel por este padr\u00e3o extremamente t\u00e9nue no c\u00e9u. O mapeamento das bolhas OAB, tanto perto como longe, permite aos investigadores dividir os dados em partes, medir a velocidade a que o Universo se expandiu em cada momento do seu passado e modelar a forma como a energia escura afeta essa expans\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

“Medimos a hist\u00f3ria da expans\u00e3o ao longo deste enorme intervalo de tempo c\u00f3smico com uma precis\u00e3o que ultrapassa todos os anteriores levantamentos OAB combinados”, disse Hee-Jong Seo, professora na Universidade do Ohio e col\u00edder da an\u00e1lise OAB do DESI. “Estamos muito entusiasmados por saber como estas novas medi\u00e7\u00f5es ir\u00e3o melhorar e alterar a nossa compreens\u00e3o do cosmos. Os humanos t\u00eam um fasc\u00ednio intemporal pelo nosso Universo, querendo saber de que \u00e9 feito e o que lhe vai acontecer.”<\/p>\n\n\n\n

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