Uma nova análise da radiação cósmica de fundo em micro-ondas – a luz mais antiga do universo, datada de apenas 380 mil anos após o Big Bang – se propõe a sanar um debate em andamento na comunidade astrofísica: a idade do universo.

Astrônomos do Atacama Cosmology Telescope (ACT) fizeram novas observações e, aplicando um pouco de geometria cósmica, chegaram ao resultado de 13,77 bilhões de anos, com uma margem de erro de 40 milhões de anos para mais ou para menos. A nova estimativa corresponde exatamente à fornecida pelo “modelo padrão” e medições feitas pelo satélite Planck.

Em 2019, uma equipe de pesquisa que mede os movimentos das galáxias calculou que o universo seria centenas de milhões de anos mais novo do que o previsto pela equipe do Planck. Essa discrepância sugeriu que um novo modelo para o universo poderia ser necessário e suscitou preocupações de que um dos conjuntos de medidas aplicadas a estudos anteriores pudesse estar incorreto.

“Agora, temos uma resposta em que Planck e ACT concordam”, afirma Simone Aiola, autor de um dos dois novos artigos divulgados sobre os resultados. A idade do universo também revela a rapidez com que o cosmos está se expandindo, um número quantificado pela constante de Hubble.

As medidas do ACT sugerem uma constante do Hubble é de 67,6 quilômetros por segundo por megaparsec. Isso significa que um objeto a um megaparsec de distância (cerca de 3,26 milhões de anos-luz) da Terra está se afastando de nós a uma velocidade de 67,6 quilômetros por segundo. Esse cálculo bate com a estimativa anterior de 67,4 km/s por Mpc da equipe de satélites Planck – mas é mais lenta que os 74 km/s por Mpc inferidos a partir das medições de galáxias feito em 2019.

“É bom saber que nosso modelo agora é robusto”, acredita Aiola, “mas teria sido bom ver uma dica de algo novo”, completa, sobre o resultado do estudo ser mais próximo do modelo tradicional do que do calculado no ano passado. Ainda assim, a discordância sobre a velocidade dos movimentos das galáxias “mantém a possibilidade de que uma física desconhecida ainda possa estar em jogo”, afirma o pesquisador.

ACT/Reprodução

A luz mais antiga do universo, em imagem feita pelo telescópio de cosmologia de Atacama. Ela cobre uma faixa do céu 50 vezes maior que a lua, representando uma região do espaço de 20 bilhões de anos-luz de diâmetro. Imagem: ACT Collaboration

A radiação cósmica de fundo em micro-ondas é remanescente de quando prótons e elétrons se uniram para formar os primeiros átomos. Antes dessa época, o cosmo era opaco à luz. Ao calcular o quão longe essa luz viajou até alcançar a Terra, eles podem estimar a idade do universo.

Porém, para isso, é preciso medir o ângulo no céu entre dois objetos distantes, formando um triângulo com a Terra. Se os cientistas também souberem a distância física entre esses objetos, eles podem usar geometria do Ensino Médio para estimar essa distância deles para a Terra.

No caso da idade do universo, são utilizadas variações sutis no brilho da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, espaçadas a cada bilhão de anos-luz (só para termos como referência, a Via Láctea tem cerca de 200 mil anos-luz de diâmetro). O ACT mediu essas flutuações com resolução sem precedentes, observando mais atentamente a polarização da luz.

“O satélite Planck mediu a mesma luz, mas medindo sua polarização com maior fidelidade, a nova imagem do ACT revela mais dos padrões mais antigos que já vimos”, explica Suzanne Staggs, professora de Física da Universidade de Princeton.

As pesquisas continuarão, e espera-se que as observações tragam imagem ainda mais clara do início do cosmo. “Temos apenas uma esfera celeste para olhar”, afirma Staggs, “gostaríamos realmente de medir todos os pixels dessa esfera – para extrair todas as informações – e estamos cada vez mais próximos disso”.

Via: Princeton University