Grupo apresenta mapa mais detalhado e vasto da distribuição da matéria escura no Universo
Um grupo internacional de cientistas, com participação brasileira, apresentou nesta quinta-feira (3) o mais preciso e detalhado mapa da distribuição da matéria escura pelo Universo.
Publicados em uma série de artigos científicos pela colaboração Dark Energy Survey (DES), os resultados apoiam o principal modelo cosmológico desenvolvido pelos físicos para descrever a evolução do Universo desde o Big Bang, há cerca de 13,8 bilhões de anos, até hoje. De acordo com ele, do total de matéria e energia contidos no cosmos, apenas 4%, aproximadamente, são feitos das formas conhecidas de matéria — as partículas que formam todas as coisas visíveis, de galáxias a pulgas.
Outros 26% seriam de um tipo diferente de matéria, cuja presença só pode ser detectada por sua influência gravitacional, e que os físicos chamam de matéria escura. E os 70% remanescentes seriam feitos da ainda mais misteriosa energia escura — uma força que, nas maiores escalas cósmicas, parece estar agindo contra a gravidade, acelerando a expansão do Universo.
Apesar de darem rótulos a essas entidades que respondem por uns 96% do total do Universo, a verdade é que os cientistas ainda não sabem exatamente o que são essas tais matéria escura e energia escura. O objetivo do projeto Dark Energy Survey é justamente o de fechar o cerco ao redor delas, e esses primeiros resultados são extremamente animadores.
A colaboração DES, projeto que envolve mais de 400 pesquisadores de 26 instituições em sete países, já está colhendo observações há quatro anos, de um total previsto de cinco. A participação brasileira tem coordenação do LIneA (Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia) e apoio do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) do e-Universo.
Ao final de cinco anos, a iniciativa terá mapeado um oitavo de todo o céu com uma poderosa câmera de superlativos 570 megapixels, instalada no Telescópio Blanco, com abertura de 4 metros, no Chile.
Os dados agora apresentados são fruto apenas do primeiro ano de operação, mas já atingiram precisão impressionante. Na faixa do céu vasculhada, o DES investigou nada menos que 26 milhões de galáxias, localizadas às mais variadas distâncias da Terra, com profundidade de vários bilhões de anos-luz.
MAPEANDO O INVISÍVEL
A essa altura, é legítimo perguntar: mas como afinal esses caras estão usando observações de telescópio para mapear coisas que não se pode ver, como a matéria escura e a energia escura?
O segredo, claro, é observar os efeitos que essas entidades invisíveis produzem nas observações. Sabemos que a matéria escura interage com o resto do Universo por meio da gravidade, e um dos fenômenos mais intrigantes previstos pela teoria da relatividade de Einstein é o das lentes gravitacionais — o fato de que a gravidade de objetos pode distorcer raios de luz que venham de fontes mais distantes, na proporção da quantidade total de matéria que possuem.
Nesse sentido, o que a DES faz é observar um montão de galáxias com um cuidado excepcional e aí medir essas suaves distorções — o chamado lenteamento fraco, que, de tão suave, muitas vezes não pode sequer ser percebido senão por análises de computador — para determinar a quantidade de matéria presente nelas.
A DES também procura determinar a distribuição das galáxias e a posição exata de aglomerados de galáxias em vastas regiões do céu. Essas medições ajudam a confrontar o que se esperaria de um Universo “evoluído” segundo o modelo cosmológico mais aceito com a forma real, observável, do cosmos.
Por fim, para medir a energia escura, a DES lança mão da detecção de supernovas do tipo Ia, explosões estelares conhecidas por terem sempre a mesma luminosidade absoluta. Ou seja, são explosões que, tecnicamente, têm o mesmo brilho, de forma que se pode usá-lo como uma referência segura da distância a que se deram (quanto mais distante, menor o brilho aparente visto aqui da Terra). A estimativa da distância pode ser combinada à estimativa da taxa de afastamento de suas galáxias hospedeiras (com base no fato de que a luz de um objeto se “avermelha” na proporção da velocidade com que se afasta de nós, o chamado “redshift”), permitindo estimar o estado de expansão do Universo — se acelerado ou retardado — no momento da explosão de cada uma dessas estrelas.
O QUE APRENDEMOS?
Bem, vamos começar então pela matéria escura. Com as medições de lentes gravitacionais fracas, os pesquisadores da DES puderam modelar como está distribuída essa misteriosa substância que só age sobre o resto do Universo por meio da gravidade. É este mapa aqui.
Se você acha a aparência dele suspeitamente similar à da radiação cósmica de fundo (mas, claro, numa escala bem diferente), saiba que isso é uma das coisas que mais encantam os cientistas no momento.
O modelo cosmológico padrão espera correlação entre as pequenas flutuações de temperatura da radiação cósmica de fundo e a distribuição atual de matéria no Universo. A ideia é que essas flutuações primordiais presentes pouco depois do Big Bang tenham ditado a evolução do cosmos e determinado seu grau de heterogeneidade, marcado por aglomerados de galáxias e grandes vazios. Então, é bonito ver que o Universo de “hoje” reflete o Universo “primordial” — sinal de que estamos na trilha certa para explicar como saímos de lá e chegamos aqui.
Tão importante quanto, contudo, é que o grau de aglomeração visto no Universo atual seria diferente dependendo do tipo de matéria escura que os cientistas evocam para explicar sua evolução.
Os dados do DES, nesse sentido, se encaixam com a versão “preferida” de matéria escura, chamada de matéria escura fria. Por que fria? Bem, em física, calor é basicamente o grau de agitação das partículas. Esse é o jeito de os cientistas dizerem que a matéria escura provavelmente deve ser formada de partículas mais pesadas e que se movem mais lentamente.
Talvez eles se encaixem também com outras propostas de matéria escura, mas isso ainda está sob investigação. “Analisamos apenas o modelo tradicional de matéria escura fria”, disse ao Mensageiro Sideral Rogério Rosenfeld, pesquisador do Instituto de Física Teórica da Unesp e membro da colaboração DES. “Tenho uma aluna trabalhando com a possibilidade de matéria escura morna, mas não temos resultados ainda.”
Agora, mesmo que a matéria escura fria acabe levando a melhor, que partículas exatamente seriam essas e quais suas propriedades exatas? Isso ainda não estamos perto de poder dizer. Por enquanto, poucas cartas realmente estão fora do baralho.
Sobre a energia escura, por sua vez, o modelo favorito é o da constante cosmológica, uma letrinha que Einstein introduziu às suas equações da relatividade geral para representar uma força contrária à gravidade, hoje normalmente interpretada como a energia do próprio vácuo.
Há alternativas teóricas a ela que circulam por aí. “Tipicamente se considera que existem três possibilidades para a energia escura: ou ela é uma constante cosmológica, ou ela varia com o tempo, ou a relatividade geral tem algum problema”, explica Ricardo Ogando, pesquisador do Observatório Nacional e membro da colaboração DES. “Desde a descoberta da energia escura, a comunidade, principalmente a americana, se organiza para realizar experimentos em estágios que se traduzem em precisão cada vez maior nas medidas, e com isso entendimento cada vez maior. O DES é um projeto de estágio 3 de 4 planejados até a próxima década.”
E o que a análise preliminar com o primeiro ano de dados da iniciativa diz a esse respeito? “A combinação do DES com outros experimentos mostra que o modelo com constante cosmológica é a melhor descrição do Universo”, diz Rosenfeld.
Ainda não dá para cravar que a energia escura age mesmo como uma constante cosmológica, mas certamente, até este momento, é o que está parecendo.
E o quadro deve ficar menos embaçado conforme o projeto prosseguir. “A próxima análise usará dados de três anos, com uma área três vezes maior, e portanto será ainda mais precisa”, destaca o físico da Unesp.
Entender a origem e a evolução do Universo talvez seja o mais profundo e desafiador empreendimento da história da ciência. É bem verdade que ainda há várias interrogações pelo caminho, mas o que fica cada vez mais claro é que a compreensão desta saga de 13,8 bilhões de anos aparentemente não está além da capacidade humana. O que, por si só, é muito impressionante.
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não é matéria nem é escura , não é energia nem é escura nem clara, descobriram algo que faz com que as contas não fechem.na verdade eles não sabem e começam a chutar parece ufologia.
Você está enganado. É o inverso. É o fato de as contas fecharem que permitiu descobrir a energia escura e a matéria escura. (Por sinal, é incrível como as contas fecham; os cientistas não esperavam de início o resultado de que o Universo tivesse exatamente a densidade crítica. Pelo contrário, achavam muito improvável. E as observações mostraram que o Universo tem densidade muito, muito próxima da crítica, que só por um acaso transforma o Universo num incrível almoço grátis de energia total zero! Quem diria isso de saída? Mas foi o que as observações revelaram.)
Salvador, estava pensando em uma comparação para um leigo como eu entender… a matéria escura estaria para nós como, v.g., a matéria comum para um ser cego à distância? digo, se o objeto está longe, o ser cego não consegue vê-la… pode ouvir seu eco ou senti-la por outros meios, mas não vai saber do que se trata, ao menos não como nós saberemos. Seria algo assim? É que se for, talvez nunca consigamos entender o que realmente ela é. Apenas vamos conseguir ouvir os “ecos”. Desculpa a estupidez da comparação, mas é que essa questão da matéria escura sempre faz minha cabeça dar nós… rsrs
A matéria escura só atrai você gravitacionalmente. Mas ela não emite ou interage com a luz, nem com as partículas que fazem o seu corpo.
Pode-se resumir assim:
Estamos aprendendo muito sobre o Universo, mas na prática não sabemos quase porra nenhuma.
Eu não diria que saber que o Universo está em expansão e começou quente e denso, explicar de onde vieram todos os átomos e como se formam estrelas e planetas seja “porra nenhuma”. Eu diria que é “quase tudo”.
não, está redondamente enganado!!
sabemos MUITO sobre nosso universo, muito mais do que até sonhávamos ser possível a pouco mais de 1 século atrás!
mas este é o que existe de curioso na busca do saber: quanto mais perguntas respondemos, muito mais perguntas aparecem! mas as perguntas antigas? SIM, hoje já respondemos a maioria delas!!! quanto às perguntas novas, são produto do nosso maior conhecimento! Na época em que as antigas foram formuladas, ninguém seria capaz de cogitar a existência destas novas!
Agora, se quisermos verdades absolutas, respostas para tudo, podemos continuar fazendo o que nossos antepassados sempre fizeram nestes casos: apelar para misticismo e religiões…
Digo, em relação a matéria/energia, 96% do que constitui o Universo é um conjunto de mistérios.
É, mas não é. Porque, assim, é verdade que não sabemos o que são 96% do Universo. Por outro lado, nós sabemos os 4% que são interessantes, e os outros 96% não parecem ser muito variados, de forma que podemos chegar a eles rapidamente. Imagine que constatamos que a energia escura é mesmo a energia do vácuo, como está parecendo no momento. Só aí já matamos mais 70% do conteúdo do Universo. Então, mesmo para os 96% que não sabemos, temos boas pistas e boas ideias alternativas para testar e descobrir qual a certa. 😉
As luzes que são exibidas em faróis são vistas por navegadores em distâncias em que de acordo com a escala da suposta “curvatura” alegada pelos “astrônomos”, não poderiam enxergar a luz em linha reta. (será que a luz faz uma curva pra ser vista? Vão alegar que a Terra distorce o espaço-tempo? Sabemos que não.)
Por exemplo: a luz do Cabo Hatteras (EUA, Carolina do N.) é visto numa distância de 64km. Portanto, de acordo com a teoria globalista (Terra com r=~6.200km), deveria estar sendo emitida de uma fonte 274 metros mais elevada do que está, para que fosse visível a essa distância!
A curvatura é uma ilusão da nossa mente e que satisfaz o interesse de muitos. Acordemos, pessoal.
Aqui não é privada, não.
Se eu disser “uau, que sujeito inteligente, ele deve ter razão… todos nós é que somos mesmo manipulados”, você jura que senta lá atrás, Cláudia?
Li esse monte de merda todo e só ouvi:
Pruuuuuuu… pruuuuuuu…
XÔ, POMBO!
E por que não é visto a uma distância maior, 70km, por exemplo? Se a Terra fosse plana, veríamos a África do litoral brasileiro, com um bom telescópio…
Por favor, explique pra gente porque existem os fusos horários e o efeito Coriolis e porque a sombra da Terra num eclipse lunar é curva.
“será que a luz faz uma curva pra ser vista?”
Pois é, ela faz sim! E não tem nada a ver com “distorção do espaço-tempo”. O que você acaba de descrever é simples efeito ótico de difração atmosférica…
A luz próxima do horizonte é desviada cerca de 0.5° para “baixo” por difração (aquele mesmo efeito que faz um lápis parecer “torto” quando você mergulha parte dele num copo d´água). Como o sol forma aproximadamente meio grau de ângulo no céu, quando vemos o sol nascente loco acima do horizonte na verdade é neste exato momento que ele está “nascendo”, e é o que veríamos se eliminássemos a atmosfera do planeta e observássemos o evento no vácuo (embora eu não recomende fazer isto sem vestir uma roupa pressurizada antes)
E não, você não “descobriu a pólvora”: este fenômeno já é bem conhecido a muito tempo, e inclusive é levado em conta para corrigir as previsões diárias das horas do nascer e por do sol…
AH sim!!! E esta explicação só vale para uma “atmosfera redonda” envolvendo um planeta redondo. Não vai funcional na sua terra chata…
Será mesmo que ninguém vai estar aqui pra lamentar o fim do Universo? A vida pode evoluir, não pode? Eu não cravaria essa, pelo contrário, acho uma grande incógniita.
A pergunta do Terrestre Presidente me traz à mente a teoria do Universo com (pelo menos) quatro dimensões espaciais (fora o tempo).
A vida pode evoluir, mas ninguém consegue imaginar que a vida — qualquer vida — possa existir sem um gradiente de energia. Quando o Universo atingir morte térmica — depois que até os maiores buracos negros tenham evaporado –, não haverá gradiente de energia capaz de alimentar qualquer coisa.
Mas quando isso acontecer, a morte térmica até dos maiores buracos negros, não vai sobrar matéria escura e, principalmente, energia escura? isso não poderia alimentar um tipo de vida que evolua para se adaptar?
Não consigo imaginar como. A densidadade da energia escura, se for constante cosmológica, é fixa e baixíssima. E matéria escura não interage com nada, salvo pela gravidade, também não consigo ver como poderia ser útil a qualquer forma de vida.
Quando se fala que o Universo vai esfriar e esvaziar, estamos falando em escala de tempo de zilhões de anos.
É como estudar os primeiros dias de um feto é deduzir que o mesmo crescerá para sempre, até ficar do tamanho do cosmos.
Não temos a mínima condição de saber se essa ou aquela teoria estão corretas ou não.
Podemos observar as tendências e nos basear nas propriedades físicas do Universo para deduzir se ele vai se expandir e se esfriar continuamente ou se, num certo momento, vai voltar a se contrair. Tudo indica, no momento, que a expansão e o resfriamento serão contínuos.
Olá Salvador, desculpa a pergunta tardia, mas tenho uma dúvida básica q vc pode me ajudar.
Quando diz que o Universo é formado por 4% de matéria comum, 26% de matéria escura e 70% de energia escura isso quer dizer o que?
As vezes interpreto assim: se olharmos para uma grande área do universo o volume dominado e ocupado pela matéria comum equivale a 4%, o da matéria escura que esta de certa forma entrelaçada com a matéria comum equivale a 26%, o restante é a distância que separa tudo isso, que seria o vácuo intergalático, onde a energia escura domina.
Esta certo esse raciocínio? É que sinceramente, quando diz que o universo é formado por essas 3 coisas, fica difícil imaginar em que contexto se dá essa afirmação.
Abs!
Tá quase certo. Todas essas coisas coexistem. A mais homogênea é a energia escura (aliás, perfeitamente homogênea, se for uma constante cosmológica). Está por igual em toda parte. (Isso inclui o vazio dos átomos, lembrando que mais de 99% do volume de um átomo é vazio.) Depois, a segunda mais homogênea, mas com distribuição já bem mais heterogênea, é a matéria escura, que por sua vez convive no mesmo espaço com a matéria convencional. Mas é certo que dentro do seu corpo, agora, deve haver matéria bariônica (a que podemos ver), matéria escura (talvez te atravessando incólume, como os neutrinos) e energia escura (no vácuo que compõe a maior parte do volume do seu corpo, mesmo nos átomos que o formam).
Abs!
Valeu Salva! Muito interessante, nunca tinha pensado na energia escura agindo no vazio dos átomos.
Grato pela resposta.
Oi Salvador. Qual seria a procedência da Energia Escura?
Existe alguma pista que podemos seguir? Ou, por enquanto, é só matemática?
Sabemos que o vácuo tem energia, então a energia do vácuo seria candidata natural. O problema é que a energia do vácuo, calculada pela mecânica quântica, está ordens de magnitude acima da energia do vácuo observada se a energia escura for a própria.
quem sabe a ondulatória gravitacional não dê uma forcinha vetorial na constante para a relatividade chegar lá…
esta energia seria proporcional ao vácuo de quantas dimensões? 3 espaciais? 4 (espaço-tempo) ?
hehehehe, só pra botar lenha na fogueira… 🙂
Bem, quantas o Universo tem, seja lá quantas forem. rs
Esse tema é fascinante, Salvador. O mistério que evoca nos empurra para maiores avanços na Cosmologia e na tecnologia, pois novos instrumentos terão que ser desenvolvidos para solucioná-lo.
Muito legal esse seu post.
Valeu!
570 megapixels?! Tem câmera com mais resolução que esta? Seria legal se numa postagem mais para a frente mostrar um pouco da tecnologia por trás de tantas observações astronômicas nos vários comprimentos de onda.
Acho que esta é a que tem mais resolução. Na época de sua construção com certeza era. Hoje, não sei. Mas acho que ainda permanece o recorde.
Sugestão (Não é destinado a ser postado)
Os comentários do blog são parte importante da leitura.
Mas eles estão dispostos em ordem muito confusa: muitas vezes, eu me perco entre eles. Motivo? Eles estão dispostos em ordem decrescente de data do post.
Sugestão: Coloque os posts mais antigos acima do mais novos. Isso permite acompanhar a evolução da conversa de forma mais intuitiva.
Como exemplo, compare a discussão nessa sua matéria com a discussão dessa outra matéria ( http://www.aereo.jor.br/2017/08/03/eua-aprovam-venda-de-29-super-tucano-para-nigeria/ ). À medida que rolo a página no exemplo que linkei, eu acompanho com mais facilidade o desenrolar da discussão.
Não sou jornalista, não tenho blog. Isto é só uma sugestão de um “cliente”
Forte abraço
A sugestão boa, mas está além do que eu posso fazer. Quem cuida disso é o pessoal da Folha, que padroniza o sistema para todos os blogs.
Eduardo,
O Aplicativo de controle deste blog, ainda é o melhor que já vi até agora! Pois bem, Existem duas formas de um conjunto de conteúdo ou documentos estarem dispostas na
tela do seu comoutador ou celular. Um exemplo de utilização clássica, são os documentos Word e Excel, que as pessoas normalmente utilizam no dia a dia em casa ou no serviço. Quando os textos destes aquivos se tornam muito extenso, existem recursos de localização através da palavra chave para buscar a linha desejada. Um outro recurso largamente utilizado nos meios corporativos, é o que chamamos de MDI (Interface de Múltiplos Documentos), que são mais modernos e fáceis de visualização em termos de organização das informações. Normalmente no MDI, as informações são endentadas, comumente chamado no meio profissional, e que as informações são colocadas em títulos e, em subtítulos na qual pertencem. O blog como o de Salvador segue o mesmo esquema. Quanto a leitura aqui, é mais uma questão de habilidade no manuseio do computador ou celular. No caso desses dois aparelhos, em se tratando de aplicativo de blog, quando a pessoa digita uma palavra ou chave na aba de “Localizar”, o aplicativo apresenta uma barra ao lado direito da tela, contendo vários traços que representam localizações das linhas onde se encontram a tal palavra. Então é só dando toque, que o recurso busca, de forma instantâneo, facilitando a visualização, e portando não existindo essa coisa de rolar tela. Ex: Você digitando “Salvador Nogueira” terá todas a linhas que são destacadas com as cores marela. “06/08/2017′, vai aparecer somente do dia 6, e assim por diante. Quanto ao início ou os últimos comentários, no celular você faz um impulso, “drag”, com dedo polegar com velocidade, e quando estiver na faixa aproximada daquele conteúdo, faz um toque para parar. No computador é mais fácil porque o mouse é mais eficiente. Espero que essas dicas tenham contribuído de alguma forma.
Abs!
Olá, Mário
Grato pela atenção em responder. E sim, eu uso o Localizar (normalmente no Ctrl+f).
Mas minha sugestão ao Salvador deve-se ao fato de que os comentários postados mais recentemente aparecem antes (acima) dos anteriores. Já as “réplicas” e “tréplicas” (opção “Responder” nos comentários) aparecem na ordem inversa (os mais recentes aparecem abaixo dos anteriores).
A discussão no blog é dinâmica: uma resposta gera um comentário, que gera um “responder” e por aí vai…e nesses casos, o “localizar” não é a solução. E quando eu falei em “leitura intuitiva”, claro, estava me referindo ao “modo ocidental de escrita” (da esquerda prá direita, e de cima prá baixo). E pra nossa sorte, temos bons comentaristas, e mais que isso: volta e meia o Salvador “solta” um “Responder” que por si só equivale a uma matéria inteira. E é aí que eu me perco. Mas obviamente eu não represento ninguém (risos) e minha dificuldade pode eventualmente ser só minha.
Prá mim, a leitura dos comentários e réplicas ficaria muito mais fácil e agradável se viessem ambas de cima prá baixo, na ordem de data.
Um abraço
Me atentei para esse lado, mas seria bom se hover uma opção de classificação em ordem ascendente e ou descendente por data. Assim o usuário, se quiser, faria somente a ordem na tela dele, lembrando que isso demando um recurso de memória muito grande, e talvez no celular, com percentual menor de área reservada comece a travar. No computador não há problema nenhum!. Deveria ter outros filtros também para apresentar somente os comentários daquela pessoa. É que os arquivos que são gravadas esses comentários, é do tipo sequencial e não randômico ou dinâmico. Por isso que, talvez o desenvolvedor que fez esse aplicativo não migrou para esse recurso melhor. É que seria muito oneroso fazer todas as conversões dos arquivos onde estão todas as informações do Salvador desses cinco anos para cá no servidor da Folha. O grupo de TI que desenvolveu esse aplicativo deve estar ciente disso. Fica portanto essa sugestão caso sejam leitores deste blog.
Abs!
Não existe a ” teoria de tudo” porque NÃO fomos programados, para atingirmos o nível de incompetência.
Lembrem-se de quem somos filhos!!!
Tiririca já me ensinou essa. Sou filho do meu pai, que casou com a minha mãe, que é mãe do meu irmão. 😛
Salvador, off topic. Você vai transmtir ao vivo o Eclipse Total do Sol dia 21/08/2017 direto dos EUA?
Vou transmitir sim! Com imagens da Nasa dos EUA, mas também com imagens do Brasil, onde ele for visível de forma parcial! 🙂
A energia escura que já venceu a gravidade entre as galáxias. Será que, também, irá dominar a gravidade que mantém as galáxias e depois os sistemas solares, planetários, atômicos e um dia sobrará apenas energia. E, daí, flutuações quânticas lutando pra manter a energia média igual a zero, num descuido do criador – BUUUUMM! Um novo universo! Obs: hj eu bebi do chá de cogumelo do GP.
Se força gravitacional entre galáxias diminui 4 vezes com o dobro da distância – é isso né? -, então fica fácil deduzir que a expansão está acelerando. Pra que evocar a energia escura? Nossa véio! Como isso é difícil pra mim, quanto mais eu tento entender mais confuso fico.
Você está errado. Você está pensando em termos da velocidade de escape, que é a velocidade em que a força da gravidade diminui mais rápido do que a perda de velocidade, a ponto de não permitir que o objeto retorne ao ponto de origem. Na prática, isso implica que a velocidade diminui cada vez menos, mas ainda assim temos desaceleração. Pense na Voyager saindo do Sistema Solar. Sabemos que ela não volta mais. Atingiu velocidade de escape. Mas sua velocidade está ainda diminuindo (a uma taxa cada vez menor, é verdade), por conta da atração (cada vez menor) do Sol.
Resumo da ópera: pelo cenário que você propõe, não há como acelerar a expansão. O Universo, verdade, continuará a aumentar, mas numa taxa cada vez menor. Para quebrar isso e passar a acelerar a expansão (ou seja, fazer com que ele cresça a velocidades cada vez maiores), você precisa de algo para compensar a gravidade. Você precisa da energia escura.
“Se força gravitacional entre galáxias diminui 4 vezes com o dobro da distância – é isso né?”
Não, mais ou menos… Sua afirmação está certa para um caso particular, mas nada diz do caso geral. No caso geral, ema diminui k*k vezes para um aumento de k vezes da distância…
Bom, pelo menos era a hipótese mais aceita enquanto observávamos apenas nossas “vizinhanças”: planetas de nosso sistema solar, estrelas próximas…
Mas quando começamos a observar objetos mais distantes, portanto mais separados entre si, esta lei parecia não funcionar com a mesma exatidão. Haviam duas possibilidades: ou esta lei estava errada (quem sabe fosse proporcional a k^1.999, ou k^2.00001, mas não exatamente k^2), ou tinha mais matéria lá no meio do caminho que não estávamos conseguindo ver. Esta é a tal “matéria escura”.
Bom, isso não tem nada a ver (a priori) com a energia escura, que como vc mesmo diz está relacionada com o fato da expansão estar acelerando (veja bem, não simplesmente AUMENTANDO, mas AUMENTANDO NUMA TAXA CADA VEZ MAIOR)
Eu diria sobre essa lei (gravidade diminui com o quadrado da distância) o mesmo que digo da gravitação geral de Newton: não está “incorreta”, apenas “inexata”.
mesmo porque (como Einstein provavelmente não disse, mas gostaria de ter dito) CERTO e ERRADO são conceitos relativos… 😀
mas gostaria de deixar aqui algo que ele disse (e que, de uma forma ou outra, todo cientista já disse) e que resume de uma forma clara a ideia do método científico:
“um milhão de experimentos favoráveis são insuficientes para provar com 100% de certeza que uma teoria científica está absolutamente correta, mas basta um único experimento desfavorável para comprovar que uma teoria é falha”
matemáticos conhecem bem esta ideia: apresentar incontáveis exemplos de que uma tese está correta não prova sua verdade, mas um único contraexemplo é suficiente para mostrar sua falsidade… 🙂
ninguém supõem que matéria escura seja energia escura condensada, devem ser coisas totalmente distintas né?
Certamente são distintas. Têm efeitos distintos.
Prezado Salvador
Me tira uma dúvida que me acompanha há tempos: Em livros e reportagens que já li me deparei com duas circunstâncias de medidas com unidades diferentes, sejam elas, a idade do universo em anos e em anos luz.
Aqui neste texto é medida a distância do universo à sua origem em bilhões de anos. Pergunto: é 13,8 bilhões de anos (13,8*149.597.870Km) ou 13,8 bilhões de anos-luz (365d*24h*3600″*300.000) Você concorda que as duas coisas são bem diferentes.
Agradeço antecipadamente seu esclarecimento o felicitando pelas excelentes redações.
Adauto, você está comparando tempo com distância.
O Universo tem 13,8 bilhões de anos.
O horizonte observável do Universo, contudo, tem cerca de 45 a 50 bilhões de anos-luz. É maior. Já me debrucei longamente sobre o porquê de não podermos converter idade em distância para escolas cosmológicas no post sobre a supernova superluminosa mais distantes, algumas semanas atrás. Recomendo que você dê uma passada lá para entender melhor porque não dá para dizer que o horizonte observável do Universo para nós esteja a 13,8 bilhões de anos-luz, embora o Universo tenha 13,8 bilhões de anos de idade.
Abraço!
Eu não tinha atentado pra isso Salvador. A teoria de que o Universo foi criado a 13 bi, não pode estar equivocada, pois se não for a aceleração é absurda.
Será que o Universo segue um ciclo de início meio e fim, ou recomeço, como a teoria do Big Rip ou crounch.
Outra coisa, acredito que por causa da expansão do universo, não sugere que ele tenha alguma forma geométrica, no caso expandiu e continua assim pra todos os lados dando a ideia de uma circunferência já que aceitamos a ideia de um ponto inicial?
Exercente artigo e os comentários estão demais.
Podemos ter alguma mudança que reformule há quantos bilhões de anos surgiu o Universo em sua instância atual, mas não conseguiremos nos desfazer do fato de que ele começou num estado muito comprimido e denso.
Agora, diferentemente do que você disse, não aceitamos a ideia de que ele nasceu de um ponto inicial. Na verdade, o que teoria sugere é que todos os pontos do Universo estavam comprimidos num espaço-tempo diminuto. Foi o próprio espaço que cresceu, e não o Universo que cresceu pelo espaço a partir de um ponto inicial. A rigor, todos os pontos do Universo são o ponto inicial.
Sobre a hipótese de um cosmos cíclico, sim, tem muita gente que se anima com essa ideia. Mas é uma hipótese difícil de testar, e não tão fácil de reconciliar com o fato de que, se o modelo cosmológico padrão estiver certo, a expansão do Universo se dará para sempre, até seu completo resfriamento.
Ano-luz, assim como parsec (independentemente do que diga o Han Solo), é uma medida de distancia, não de tempo. De tempo é segundo, minuto, ano, década, Gy… De distancia é mm, pé, braça, légua, milha, AU, parsec, etc. Um ano-luz corresponde à distancia percorrida pela luz em um ano, ou uns 9,5 trilhões de quilômetros ou 63 mil vezes a distancia entre a terra e o sol. Desconsidere qualquer informação de fontes que usem ano-luz como medida de tempo.
O maior alento é esta frase no final do texto: “É bem verdade que ainda há várias interrogações pelo caminho, mas o que fica cada vez mais claro é que a compreensão desta saga de 13,8 bilhões de anos aparentemente não está além da capacidade humana.”
Jamais menospreze o intelecto humano! Ele é e, sempre, será capaz de solucionar problemas indissolúveis.
Salvador, para mim que acompanho “suas aulas” diariamente, é uma surpresa a iniciativa dessas pesquisas.
O quanto ainda desconhecemos do Cosmos…
Conta, por favor, suas conseqüências relativas às explorações espaciais, naves & robôs em face dessas pesquisas; creio que a plotagem dessas áreas/regiões condicionarão as trajetórias das futuras explorações, é por aí? A influencias das forças gravitacionais, contra ou a favor das trajetórias…
Cezar, estamos falando de escalas de distância extragaláctica, muito maiores do que mesmo as nossas mais otimistas capacidades de viagem espacial para o futuro. A ideia aqui é entender o Universo em que vivemos, em suas maiores escalas no tempo e no espaço, e não mapear o espaço para explorá-lo. Ao mapearmos o Universo, temos pistas de como ele nasceu e evoluiu até chegar ao presente estado. 😉
ótima notícia!!!!
🙂
significa que ainda não é hora de reformular toda a física (ela continua válida, pelo menos numa grande parte bem importante de suas conclusões mais importantes!!!) mas ainda existe uma boa parte dela incômoda, que ainda precisamos nos esforçar para explicar…
Impressionante. Como saber como é a forma do Universo, se é que tem forma, perguntas e mais perguntas, matéria escura é muito maior do que a matéria visível, que coisa louca.
Será que vamos conseguir responder e elucidar todas estas questões, ou vamos encontrar mais perguntas, será que o conhecimento tem fim?
Algumas décadas atrás achávamos que a menor partícula da matéria era o átomo, será que o mundo micro tem fim e o mundo macro?
A busca para explicar o por que de tudo isso terá um fim?
Talvez seja mais fácil dizer que alguém criou e pronto.
A mente humana é inquieta a natureza é poderosa, criativa e nós iremos buscar o porque da nossa existência por todo o sempre.
Chega já nem sem mais o que eu to falando.
Hehehe, acho que a ciência nunca chegará ao fim, porque sempre você pode fazer perguntas mais específicas, e cada resposta abre caminho para novas perguntas.
Mas isso não quer dizer que não possamos entender a origem e a evolução do Universo. Às vezes a gente fala em coisas como “teoria de tudo” e acha que podemos explicar todos os fenômenos com ela. Não é verdade. Ela serve como “fundação” para o resto da ciência, uma espécie de tronco da árvore do conhecimento. Mas você pode achar várias perguntas em galhos mais altos, e a resposta não virá da “teoria de tudo”, por conta de propriedades emergentes conforme as coisas vão ficando mais complicadas nos galhos mais afastados. Por exemplo, jamais poderemos entender as relações sociais entre humanos usando física, por mais que humanos sejam feitos de átomos, que são regidos pelas leis da física…
Eu apostaria na terceira alternativa: a relatividade geral tem algum problema. É difícil acreditar que toda a complexidade cósmica possa ser reduzida a uma única equação, ainda que oriunda de uma mente genial e de grande intuição física como a de Einstein. Ele mesmo estava insatisfeito com a sua própria criação, tentou até o fim da vida encontrar a chamada “teoria do campo unificado”, uma fabulosa relação entre a geometria e a eletrodinâmica. Ele morreu mas a idéia não, a procura por tal teoria continua até hoje.
Fique tranquilo quanto a isso. Mesmo que a relatividade geral seja à prova de bala, parte da complexidade cósmica vem da mecânica quântica. Aliás, acho que não é segredo para ninguém que, do ponto de vista das implicações, a mecânica quântica é bem mais complexa que a relatividade geral. E, como não encontramos (como desejava Einstein) até hoje uma teoria que costure as duas, não há perigo de chegarmos a uma única equação. (Sem falar que a relatividade geral não é descrita por uma única equação também…) Então, se o seu problema é o número de equações, fique tranquilo que várias são necessárias para descrever o Universo em toda a sua complexidade — das menores às maiores escalas.
Naturalmente eu estou pensando na equação do campo de Einstein. Dentre todas as que são utilizadas na relatividade, ela é a principal, é ela que descreve como a massa e a energia estão relacionadas com a curvatura do espaço-tempo. E ainda, se considerarmos velocidades bem inferiores a da luz, essa equação se reduz à Lei de Newton. A tal “constante cosmológica” aparece em uma de suas versões.
Sim, mas são 10 as equações de campo da relatividade geral:
https://en.wikipedia.org/wiki/Einstein_field_equations
Não. A equação é uma só. As suas componentes tensoriais é que são independentes uma das outras (como está afirmado na sua referência).
Na verdade é o contrário. A equação do tensor é uma só, e as equações de campo são várias, como está na minha referência.
“The EFE is a tensor equation relating a set of symmetric 4 × 4 tensors. Each tensor has 10 independent components”
Apesar do “is”, EFE é plural, é “Einstein Field Equations”, como sugere a primeira frase do verbete:
“The Einstein field equations (EFE; also known as Einstein’s equations) is the set of 10 equations in Albert Einstein’s general theory of relativity that describes the fundamental interaction of gravitation as a result of spacetime being curved by mass and energy.”
A referência para este início é insuspeita: o paper original de Einstein de 1916 que resumiu as quatro palestras em que ele apresentou a relatividade geral em 1915.
Refuto ainda a afirmação de que a mecânica quântica é a que traz a complexidade cósmica. A complexidade vem da incompatibilidade de se estudar o Universo em grandes escalas (via relatividade) e em pequenas escalas (via mecânica quântica): a primeira explica as coisas muito bem, mas não explica os detalhes, a segunda explica os detalhes muito bem, mas não explica as coisas. Assim, ambas as teorias devem ser incompletas.
Não disse que ela traz a complexidade cósmica. Disse que ela traz mais complexidade cósmica que a relatividade. E, para desespero dos religiosos, é probabilística, e não causal.
Mas note que não precisamos da mecânica quântica para explicar a macroescala do Universo, e não precisamos de gravidade para explicar a microescala do Universo. Então, embora do ponto de vista lógico talvez ambas as teorias estejam incompletas (mas só se supusermos que existe uma versão completa que as abarca, o que pode ou não ser verdadeiro), para a maior parte das coisas não precisamos delas ao mesmo tempo.
Claro, uma das coisas que dependeria de ambas para compreendermos é a origem do Universo em si, o que deve lhe dar algum conforto.
Agora, deve ser chato — como você é — ficar torcendo contra a ciência, né? Torcer para que a humanidade nunca triunfe na compreensão total do Universo, removendo assim quaisquer superstições acerca dele…
Pelo contrário, torço para que tal teoria unificada seja encontrada. Ela será a maior comprovação de que tudo o que existe foi préviamente estabelecido e planejado pelo Criador. Newton e Einstein chegaram a compreender as primeiras linhas dessa maravilhosa teoria. Acho difícil chegar a ela, mas será um longo processo de aprendizado.
Como você sabe o que será comprovação de quê sem saber o que a teoria vai dizer? Você tem visões pré-concebidas e que isso é um modo de pensar incompatível com a ciência. Como já ficou óbvio para todo mundo que lê o que você escreve aqui.
E a família, como vai? Seguem aguentando firme? rs
Você parece aceitar a ideia de que existem, digamos assim, dois universos separados existindo ao mesmo tempo, um quântico onde as coisas só acontecem em escala subatômica, e um “clássico” (ou relativístico) onde ocorrem os eventos macroscópicos, e que um não tem relação alguma com o outro, nem nunca terão. Será que não percebe o absurdo de sua própria ideia?
Já relacionamos antes os mundos macroscópico e microscópico quando conseguimos explicar os fenômenos termodinâmicos como resultado estatístico do movimento de átomos e moléculas. E ao mesmo tempo provamos com isso, de certa forma, a existência dos átomos com isso, mesmo ainda não podendo observá-los diretamente com a tecnologia da época (final do século 19).
Foi uma tarefa árdua, sem dúvida, e ainda nem foi 100% completada. Mas provou-se possível de ser feita, embora incrivelmente complexa. Não vejo por que não ocorreria o mesmo, mais cedo ou mais tarde, relacionando mecânica quântica com a cosmologia.
Então Einstein, mesmo achando que estava errado, estava certo…
É um batuta esse Einstein!
Ora, a matéria escura deve permeia a nossa galáxia, então, como não conseguimos detecta-la ?
Como enxergar algo que é invisível? “Detectamos” a matéria escura na nossa galáxia pelo efeito que ela causa no movimento das estrelas mais afastadas do centro. Mas, como é invisível (não interage com a luz), não podemos vê-la. Isso torna difícil determinar que tipo de partícula — se é que é uma partícula — a compõe.
Ei Salvador, que impressionante este artigo. Ele traz o desconhecido bem na frente do nosso nariz, mas com uma cortina de névoa, que impede de ter uma visão boa depois dela. Quais seriam as implicações para o atual modelo cosmológico se a energia escura cravar como uma constante cosmológica como está parecendo? O que poderia ser uma matéria escura morna que a aluna do prof Rosenfeld está trabalhando?
Se a energia escura cravar como uma constante cosmológica, quer dizer que já tínhamos a relatividade geral de Einstein com a adição da constante cosmológica, formulada em 1917, já basta para explicar a evolução do Universo. Seria a consagração dessa versão da teoria.
Já matéria escura morna seria feita de partículas menos maciças e com movimento mais rápido.
Salvador
Não sou físico nem astrônomo, logo me sinto com a liberdade de poder falar besteira, mas…
Se a constante cosmológica é a possibilidade mais possível, isto não depõe contra a possibilidade da misteriosa matéria escura?
Se esta força é uma constante, ela deve ser um único vetor de força. Um único vetor teria que ser gerado por uma única força de atração. Se a matéria escura está dispersa, ela deveria gerar diferentes vetores de força e não um único e constante. E se há um único vetor com igual força para todo o universo, sem efeitos de força diferença, o que gera está força igual em todo o universo é “paralela” a este universo e não perpendicular a ele.
Viajei muito?
Calma, vamos lá. Separar matéria escura de energia escura.
Matéria escura é um tipo de matéria que não podemos ver, não sabemos de que é feita, mas produz atração gravitacional.
Energia escura é algo que está acelerando a expansão do Universo, ou seja, age contra a atração gravitacional.
Se a energia escura for uma constante cosmológica, significa que ela é a energia do próprio vácuo.
Conforme o Universo expande, passa a haver mais vácuo nele, e com isso cresce a quantidade de energia escura em volumes maiores de espaço (embora, claro, em volumes iguais, a quantidade de energia escura seja igual, afinal, é uma *constante* cosmológica). Isso explicaria porque a energia escura só passou a dominar sobre a gravidade a partir de uns 5 bilhões de anos atrás, como sugerem as observações. Afinal, antes disso, o Universo não havia ainda se expandido o suficiente para que a quantidade de energia escura pudesse vencer a gravidade combinada de todas as galáxias no Universo.
Caríssimo e brilhante Salvador: Mera divagação meio que maluca massss, considerando-se que esse “empurrão”, essa acelerada na expansão das “beiradas” do Universo é decorrente do crescimento da quantidade de energia escura que, ao ocupar o vácuo gerado conforme o Universo se expande (vácuo esse que passa a existir ENTRE essas “beiradas” e o centro do Universo), agindo contra e vencendo a gravidade combinada de todas as galáxias no Universo que “atuavam” exercendo “atração” e freio sobre essas “beiradas”, SERÁ que isso indica que, com o passar de looongo tempo, à medida que a quantidade de energia escura aumente exponencialmente acumulando-se no crescente vácuo gerado pela expansão original, já que seu efeito antigravitacional age repelindo matéria e, pela lógica deve agir em todas as direções, passará à agir também no sentido de “empurrar” as galáxias de volta para o centro do Universo, acabando por provocar um novo “Big Bang”???? Tomara que não seja nada disso, né??? Abs.-
Acho que não. O aumento da energia escura só aumenta o ritmo de expansão, não tem como revertê-la. Quanto mais espaço, mais energia escura, quanto mais energia escura, mais espaço.
Contudo, eu tenho a minha própria ideia maluca de como isso poderia desembocar num Big Bang, mas certamente não seria reunindo tudo de volta.
Sobre qual será o destino final do Universo, se Big Crunch ou não, acho meio indiferente… ninguém estará aqui para lamentar quando isso acontecer, se acontecer. E a morte térmica do Universo numa expansão eterna não é muito mais simpática…
Abs!
Existe alguma possibilidade de a matéria escura ser apenas matéria comum que não ‘acendeu’ pra formar estrelas – e por isso não a vemos? Zilhões de júpiteres zanzando por aí sem nenhuma estrela pra seguir…
As contas não fecham. Teríamos de ter cinco vezes mais massa em objetos invisíveis do que em objetos visíveis. E já vimos certos objetos em que a matéria escura parece separada da matéria bariônica, e não há mecanismo para que essa separação acontecesse se ela formasse objetos grandes e compactos.