{"id":7520,"date":"2024-12-13T07:20:19","date_gmt":"2024-12-13T06:20:19","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7520"},"modified":"2024-12-13T07:20:20","modified_gmt":"2024-12-13T06:20:20","slug":"o-maior-estudo-da-expansao-do-universo-pelo-webb-confirma-o-desafio-a-teoria-cosmica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/12\/13\/o-maior-estudo-da-expansao-do-universo-pelo-webb-confirma-o-desafio-a-teoria-cosmica\/","title":{"rendered":"O maior estudo da expans\u00e3o do Universo, pelo Webb, confirma o desafio \u00e0 teoria c\u00f3smica"},"content":{"rendered":"
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Mais de 20.000 gal\u00e1xias aparecem nesta imagem obtida pelo Telesc\u00f3pio Espacial James Webb.\nCr\u00e9dito: NASA, ESA, CSA, Simon Lilly (ETH Zurique), Daichi Kashino (Universidade de Nagoya), Jorryt Matthee (ETH Zurique), Christina Eilers (MIT), Rob Simcoe (MIT), Rongmon Bordoloi (NCSU), Ruari Mackenzie (ETH Zurique); processamento de imagem – Alyssa Pagan (STSCI), Ruari Macken<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Novas observa\u00e7\u00f5es do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb sugerem que uma nova caracter\u00edstica do Universo – e n\u00e3o uma falha nas medi\u00e7\u00f5es telesc\u00f3picas – pode estar por detr\u00e1s do mist\u00e9rio de uma d\u00e9cada sobre a raz\u00e3o pela qual o Universo se est\u00e1 a expandir mais rapidamente hoje do que na sua inf\u00e2ncia, h\u00e1 milhares de milh\u00f5es de anos.<\/p>\n\n\n\n

Os novos dados confirmam as medi\u00e7\u00f5es, pelo Telesc\u00f3pio Espacial Hubble, das dist\u00e2ncias entre estrelas e gal\u00e1xias pr\u00f3ximas, oferecendo um controlo cruzado crucial para resolver o desfasamento nas medi\u00e7\u00f5es da misteriosa expans\u00e3o do Universo. Conhecida como a tens\u00e3o de Hubble, a discrep\u00e2ncia permanece inexplicada mesmo pelos melhores modelos cosmol\u00f3gicos.<\/p>\n\n\n\n

“A discrep\u00e2ncia entre o ritmo observado de expans\u00e3o do Universo e as previs\u00f5es do modelo padr\u00e3o sugere que a nossa compreens\u00e3o do Universo pode estar incompleta”, afirmou o laureado com o Pr\u00e9mio Nobel e principal autor do estudo, Adam Riess, professor de F\u00edsica e Astronomia na Universidade Johns Hopkins. “Com dois telesc\u00f3pios emblem\u00e1ticos da NASA a confirmarem agora as descobertas um do outro, temos de levar este problema [da tens\u00e3o do Hubble] muito a s\u00e9rio – \u00e9 um desafio, mas tamb\u00e9m uma oportunidade incr\u00edvel para aprender mais sobre o nosso Universo”.<\/p>\n\n\n\n

Publicada na revista The Astrophysical Journal, a investiga\u00e7\u00e3o baseia-se na descoberta de Riess de que a expans\u00e3o do Universo est\u00e1 a acelerar devido a uma misteriosa “energia escura” que permeia vastas extens\u00f5es de espa\u00e7o entre estrelas e gal\u00e1xias.<\/p>\n\n\n

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Uma representa\u00e7\u00e3o da evolu\u00e7\u00e3o do Universo ao longo de 13,77 mil milh\u00f5es de anos. \u00c0 esquerda temos o momento mais antigo que podemos agora estudar, quando um per\u00edodo de “infla\u00e7\u00e3o” produziu uma explos\u00e3o exponencial de crescimento no Universo (o tamanho \u00e9 ilustrado na extens\u00e3o vertical da grelha). Durante os v\u00e1rios milhares de milh\u00f5es de anos seguintes, a expans\u00e3o do Universo abrandou gradualmente \u00e0 medida que a mat\u00e9ria do Universo se puxava sobre si pr\u00f3pria atrav\u00e9s da gravidade. Mais recentemente, a expans\u00e3o come\u00e7ou a acelerar de novo \u00e0 medida que os efeitos repulsivos da energia escura passaram a dominar a expans\u00e3o do Universo.
Cr\u00e9dito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

A equipa de Riess utilizou a maior amostra de dados do Webb recolhidos durante os seus primeiros dois anos no espa\u00e7o para verificar a medi\u00e7\u00e3o do telesc\u00f3pio Hubble do ritmo de expans\u00e3o do Universo, um valor conhecido como a constante de Hubble. Utilizaram tr\u00eas m\u00e9todos diferentes para medir dist\u00e2ncias a gal\u00e1xias que albergavam supernovas, concentrando-se em dist\u00e2ncias previamente medidas pelo telesc\u00f3pio Hubble e conhecidas por produzirem as medi\u00e7\u00f5es “locais” mais precisas deste valor. As observa\u00e7\u00f5es de ambos os telesc\u00f3pios alinharam-se estreitamente, revelando que as medi\u00e7\u00f5es do Hubble s\u00e3o exatas e excluindo uma imprecis\u00e3o suficientemente grande para atribuir a tens\u00e3o a um erro do Telesc\u00f3pio Hubble.<\/p>\n\n\n\n

Ainda assim, a constante de Hubble continua a ser um quebra-cabe\u00e7as porque as medi\u00e7\u00f5es baseadas em observa\u00e7\u00f5es telesc\u00f3picas do Universo atual produzem valores mais elevados em compara\u00e7\u00e3o com as proje\u00e7\u00f5es feitas usando o “modelo padr\u00e3o da cosmologia”, um quadro amplamente aceite de como o Universo funciona, calibrado com dados do fundo c\u00f3smico de micro-ondas, a t\u00e9nue radia\u00e7\u00e3o remanescente do Big Bang.<\/p>\n\n\n\n

Ao passo que o modelo padr\u00e3o produz uma constante de Hubble de cerca de 67-68 quil\u00f3metros por segundo por megaparsec, as medi\u00e7\u00f5es baseadas em observa\u00e7\u00f5es telesc\u00f3picas d\u00e3o regularmente um valor mais elevado de 70 a 76, com uma m\u00e9dia de 73 km\/s\/Mpc. Este desfasamento deixa os cosm\u00f3logos perplexos h\u00e1 mais de uma d\u00e9cada, porque uma diferen\u00e7a de 5-6 km\/s\/Mpc \u00e9 demasiado grande para ser explicada simplesmente por falhas na medi\u00e7\u00e3o ou nas t\u00e9cnicas de observa\u00e7\u00e3o (Megaparsecs s\u00e3o dist\u00e2ncias enormes. Um megaparsec corresponde a 3,26 milh\u00f5es de anos-luz, e um ano-luz \u00e9 a dist\u00e2ncia que a luz percorre num ano: 9,4 bili\u00f5es de quil\u00f3metros).<\/p>\n\n\n\n

A equipa de Riess refere que uma vez que os novos dados do Webb excluem a exist\u00eancia de vieses significativos nas medi\u00e7\u00f5es do Hubble, a tens\u00e3o de Hubble pode resultar de factores desconhecidos ou de lacunas na compreens\u00e3o da f\u00edsica por parte dos cosm\u00f3logos, lacunas estas ainda por descobrir.<\/p>\n\n\n\n

“Os dados do Webb s\u00e3o como se estiv\u00e9ssemos a olhar, pela primeira vez, para o Universo em alta defini\u00e7\u00e3o e melhoram realmente a rela\u00e7\u00e3o sinal-ru\u00eddo das medi\u00e7\u00f5es”, disse Siyang Li, um estudante da Universidade Johns Hopkins e que tamb\u00e9m trabalhou neste estudo.<\/p>\n\n\n\n

A nova investiga\u00e7\u00e3o cobriu cerca de um-ter\u00e7o da amostra completa de gal\u00e1xias do Hubble, usando como ponto de refer\u00eancia a dist\u00e2ncia conhecida a uma gal\u00e1xia chamada NGC 4258. Apesar do conjunto de dados ser mais pequeno, a equipa atingiu uma precis\u00e3o impressionante, mostrando diferen\u00e7as entre as medi\u00e7\u00f5es inferiores a 2% – muito inferiores aos cerca de 8-9% da discrep\u00e2ncia da tens\u00e3o do Hubble.<\/p>\n\n\n\n

Para al\u00e9m da sua an\u00e1lise de estrelas pulsantes chamadas vari\u00e1veis Cefeidas, o “padr\u00e3o de ouro” para medir dist\u00e2ncias c\u00f3smicas, a equipa cruzou medi\u00e7\u00f5es baseadas em estrelas ricas em carbono e nas gigantes vermelhas mais brilhantes das mesmas gal\u00e1xias. Todas as gal\u00e1xias observadas pelo Webb, juntamente com as suas supernovas, produziram uma constante de Hubble de 72,6 km\/s\/Mpc, quase id\u00eantico ao valor de 72,8 km\/s\/Mpc encontrado pelo Hubble para as mesmas gal\u00e1xias.<\/p>\n\n\n\n

O estudo incluiu amostras de dados do Webb de dois grupos que trabalham independentemente para aperfei\u00e7oar a constante de Hubble, um da equipa SH0ES de Riess (Supernova, H0, for the Equation of State of Dark Energy) e outro do Programa Hubble de Carnegie-Chicago, bem como de outras equipas. As medi\u00e7\u00f5es combinadas permitem a determina\u00e7\u00e3o mais precisa, at\u00e9 \u00e0 data, da exatid\u00e3o das dist\u00e2ncias medidas com as estrelas Cefeidas do Telesc\u00f3pio Hubble, que s\u00e3o fundamentais para a determina\u00e7\u00e3o da constante de Hubble.<\/p>\n\n\n

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Tr\u00eas vistas de NGC 4258, tamb\u00e9m conhecida como Messier 106, que est\u00e1 a cerca de 23 milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia na dire\u00e7\u00e3o da constela\u00e7\u00e3o de C\u00e3es de Ca\u00e7a. As duas primeiras imagens mostram-na no vis\u00edvel, tal como vista pelo Observat\u00f3rio Nacional de Kitt Peak e pelo Telesc\u00f3pio Espacial Hubble. A imagem da direita \u00e9 do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb no infravermelho.
Cr\u00e9dito: ESA\/Webb, NASA e CSA, J. Glenn, KPNO\/NOIRLab\/NSF\/AURA, equipa do Legado Hubble (STScI\/AURA), R. Gendler, M.T. Patterso, T.A. Rector, D. de Martin e M. Zamani<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Embora a constante de Hubble n\u00e3o tenha um efeito pr\u00e1tico no Sistema Solar, na Terra ou na nossa vida quotidiana, revela a evolu\u00e7\u00e3o do Universo a escalas extremamente grandes, com vastas \u00e1reas do pr\u00f3prio espa\u00e7o a esticarem-se e a empurrarem gal\u00e1xias distantes umas das outras, como passas numa massa a levedar. \u00c9 um valor chave que os cientistas utilizam para mapear a estrutura do Universo, aprofundar a sua compreens\u00e3o do seu estado 13-14 mil milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang e para calcular outros aspetos fundamentais do cosmos.<\/p>\n\n\n\n

A resolu\u00e7\u00e3o da tens\u00e3o de Hubble pode revelar novos conhecimentos sobre outras discrep\u00e2ncias do modelo cosmol\u00f3gico padr\u00e3o que surgiram nos \u00faltimos anos, disse Marc Kamionkowski, cosm\u00f3logo de Johns Hopkins que ajudou a calcular a constante de Hubble e que recentemente ajudou a desenvolver uma poss\u00edvel nova explica\u00e7\u00e3o para a tens\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

O modelo padr\u00e3o explica a evolu\u00e7\u00e3o das gal\u00e1xias, a radia\u00e7\u00e3o c\u00f3smica de fundo em micro-ondas do Big Bang, as abund\u00e2ncias dos elementos qu\u00edmicos no Universo e muitas outras observa\u00e7\u00f5es importantes baseadas nas leis conhecidas da f\u00edsica. No entanto, n\u00e3o explica completamente a natureza da mat\u00e9ria escura e da energia escura, componentes misteriosas do Universo que se estima serem respons\u00e1veis por 96% da sua constitui\u00e7\u00e3o e pela expans\u00e3o acelerada.<\/p>\n\n\n\n

“Uma explica\u00e7\u00e3o poss\u00edvel para a tens\u00e3o de Hubble seria se houvesse algo em falta na nossa compreens\u00e3o do Universo primitivo, como uma nova componente da mat\u00e9ria – a energia escura primitiva – que desse ao Universo um impulso inesperado ap\u00f3s o Big Bang”, disse Kamionkowski, que n\u00e3o esteve envolvido no novo estudo. “E h\u00e1 outras ideias, como propriedades engra\u00e7adas da mat\u00e9ria escura, part\u00edculas ex\u00f3ticas, a altera\u00e7\u00e3o da massa dos eletr\u00f5es ou campos magn\u00e9ticos primordiais, que podem realizar o truque. Os te\u00f3ricos t\u00eam licen\u00e7a para serem bastante criativos”.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ Universidade Johns Hopkins (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (The Astrophysical Journal)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Universo:<\/strong>
A expans\u00e3o acelerada do Universo (Wikipedia)<\/a>
Universo (Wikipedia)<\/a>
Lei de Hubble (Wikipedia)<\/a>
Determinando a constante de Hubble (Wikipedia)<\/a>
Idade do Universo (Wikipedia)<\/a>
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)<\/a>
Big Bang (Wikipedia)<\/a>
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)<\/a>
Modelo Lambda-CDM (Wikipedia)<\/a>
Indicadores de dist\u00e2ncias c\u00f3smicas (Wikipedia)<\/a>
“Escada” de dist\u00e2ncias c\u00f3smicas (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Supernovas:<\/strong>
Wikipedia<\/a> 
Tipo Ia (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Cefeidas:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
SEDS<\/a><\/p>\n\n\n\n

Estrelas de carbono:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Mat\u00e9ria escura:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Energia escura:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

JWST (Telesc\u00f3pio Espacial James Webb):<\/strong>
NASA<\/a>
STScI<\/a>
STScI (website para o p\u00fablico)<\/a>
ESA<\/a>
ESA\/Webb<\/a>
Wikipedia<\/a>
Facebook<\/a>
X\/Twitter<\/a>
Instagram<\/a>
Blog do JWST (NASA)<\/a>
Ciclo 3 GO do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 3 GTO do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 3 DDT do Webb (STScI)<\/a>
NIRISS (NASA)<\/a>
NIRCam (NASA)<\/a>
MIRI (NASA)<\/a>
NIRSpec (NASA)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Telesc\u00f3pio Espacial Hubble:
<\/strong>Hubble, NASA<\/a> 
ESA<\/a>
Hubblesite<\/a>
STScI<\/a>
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telesc\u00f3pios Espaciais<\/a>
Arquivo de Ci\u00eancias do eHST<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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