Por milhares de anos olhamos para o céu noturnos e acreditamos que a matéria iluminada era tudo o que compunha o Universo.
Os cientistas agora sabem que não é o que brilha na luz, mas sim o que se esconde, que guarda os verdadeiros segredos do nosso firmamento. Há uma matéria escura misteriosa que une as estrelas e galáxias, e partículas estranhas podem ser as responsáveis. E há uma energia escura e repulsiva que cria espaço no Universo, mas afasta mais as galáxias na direção de um destino desolador.
Combinadas, matéria e energias escuras compõem 96% do Universo.
Descobrir seus segredos é como acertar um tiro em um milhão. Se forem desvendados, o destino do Universo poderá ser revelado. Ele desabará e queimará em uma horrível colisão de forças gravitacionais? Ou a energia escura irá destruir o Universo?
"A aposta é que o Universo morrerá congelado". "Entender as quantidades de matéria e energia escura é fundamental para compreender o Universo". Esta é uma viagem ao lado escuro do Universo, é a caça a matéria escura e a energia escura.
Os Cientistas tentam compreeder e provar a existencia da Matéria Escura.
Créditos: canal de OJapa69SP enviado em 21/05/2009
Em cosmologia, a energia escura (ou energia negra) é uma forma hipotética de energia que estaria distribuída por todo espaço e tende a acelerar a expansão do Universo.[1]
A principal característica da energia escura é ter uma forte pressão negativa. De acordo com a teoria da relatividade, o efeito de tal pressão negativa seria semelhante, qualitativamente, a uma força que age em larga escala em oposição à gravidade. Tal efeito hipotético é frequentemente utilizado, por diversas teorias atuais que tentam explicar as observações que apontam para um universo em expansão acelerada.
A natureza da energia escura é um dos maiores desafios atuais da física, da cosmologia e da filosofia. Existem hoje muitos modelos fenomenológicos diferentes, contudo os dados observacionais ainda estão longe de selecionar um em detrimento dos demais. Isso acontece pois a escolha de um modelo de energia escura depende de um bom conhecimento da variação temporal da taxa de expansão do universo o que exige a observação de propriedades de objetos a distâncias muito grandes (observações e medição de distância em altos redshifts).
Desvio para o vermelho
(Redshift)
Figura ilustrando o desvio para o vermelho
Em termos muito simples o desvio para o vermelho (também conhecido pelo termo inglês redshift) corresponde a uma alteração na forma como a freqüência das ondas de luz é observada no espectroscópio em função da velocidade relativa entre a fonte emissora e o receptor observador.
Devido à invariância da velocidade da luz no vácuo e admitindo um emissor e um receptor em repouso relativo, um raio de luz é captado como uma cor padrão em função de sua frequência. Na descrição ondulatória, o período (inverso da frequência da luz) é definido pelo intervalo de tempo medido entre duas cristas consecutivas da onda. Quando o emissor e o observador estão em repouso relativo, ambos medem a mesma frequência.
Se o emissor (fonte de luz) se move na direcção do receptor, o intervalo de tempo que o receptor mede entre duas cristas consecutivas será inferior ao medido pelo emissor, logo o receptor observa um desvio para a gama de cores de mais elevada freqüência (desvio para o azul no espectro). Se o emissor (fonte) se afasta do receptor observador, o intervalo de tempo que este mede entre duas cristas consecutivas aumenta, observando um desvio para a gama de cores de mais baixa freqüência (desvio para o vermelho no espectro).
O mesmo fenômeno ocorre quando o receptor se move em direção ou em fuga da fonte, pois o que importa é a velocidade relativa entre a fonte e o receptor.
O desvio para o vermelho pode ter três causas distintas: o Efeito Doppler descrito acima, o campo gravitacional da fonte (a luz perde energia ao subir no campo gravitacional da estrela) e a expansão do Universo ("redshift" cosmológico).[1]
No "redshift" cosmológico o desvio ocorre devido à expansão do espaço em si, isto é, o comprimento de onda aumenta diretamente como resultado da expansão do espaço.
Desvio para o vermelho e quasares
O fato mais estranho a respeito dos quasares é seu desvio da luz para o vermelho (ou redshift), que é muito elevado. Altos redshifts são indicativos da grande distância deles até a Terra.
O redshift dos quasares mede a velocidade com que o universo se expande. Ele é um indicador de distâncias cósmicas. Quanto mais para o vermelho do espectro, mais o objeto parece mover-se para longe de nós. Alguns quasares estão afastando-se a uma velocidade de aproximadamente 0,9c, caso o desvio se deva inteiramente ao Efeito Doppler, que causa mudança da luz para o vermelho do espectro.
Isto os tornaria os objetos mais distantes conhecidos, da ordem de 10 bilhões de anos-luz da Terra. Quasares com alto redshift são de vital importância para os cientistas. Eles são vistos a grandes distâncias por serem muito luminosos, vê-se o universo com 10% da idade atual.
As principais formas das diferentes propostas de energia escura são: a constante cosmológica (que pode ser interpretada tanto como uma modificação de natureza geométrica nas equações de campo da relatividade geral, quanto como um efeito da energia do vácuo, a qual preenche o universo de maneira homogênea); e a quintessência (usualmente modelado como campo escalar cuja densidade de energia pode variar no tempo e no espaço).
Outra proposta relativamente popular entre pesquisadores é a quartessência que visa unificar os conceitos de energia escura e matéria escura postulando a existência de uma forma de energia conhecida como gás de Chaplygin que seria responsável tanto pelos efeitos das duas componentes escuras.[2][3]
Referências
↑ Energia misteriosa faz dez anos sem ganhar explicação
↑ Lima, J. A. S.; Cunha, J. V.; Alcaniz, J. S.; Simplified quartessence cosmology; Astroparticle Physics, Volume 31, Issue 3, p. 233-236. (em inglês)
↑ A. M. Velásquez-Toribio ; Stability in a class of quartessence models; Braz. J. Phys. vol.36 no.3a São Paulo Sept. 2006; doi: 10.1590/S0103-97332006000500034 (em inglês)
- ↑ Bedran, M.L. (2002) http://www.df.uba.ar/users/sgil/physics_paper_doc/papers_phys/cosmo... "A comparison between the Doppler and cosmological redshifts"; American J. Physics 70(4),406-408.
Links externos
- Semana da Matéria Escura e da Energia Escura
- Energia misteriosa faz dez anos sem ganhar explicação
- Energia escura de www.if.ufrgs.br
- Entrevista com Adam Riess, um dos descobridores da Energia escura
- Descobertas do satélite Hubble sobre a Energia escura (em inglês)
- Dark Energy (em Ingles)
- Dark Energy Survey (em Ingles)
http://pt.wikipedia.org/wiki/Redshift
Matéria escura
Na cosmologia, matéria escura (ou matéria negra) é uma forma postulada de matéria que só interage gravitacionalmente (ou interage muito pouco de outra forma). Sua presença pode ser inferida a partir de efeitos gravitacionais sobre a matéria visível, como estrelas e galáxias.
No modelo cosmológico mais aceito, o ΛCDM, que tem obtido grande sucesso na descrição da formação da estrutura em larga escala do universo, a componente de matéria escura é fria, isto é, não-relativístiva. Nesse contexto, a matéria escura compõe cerca de 23% da densidade de energia do universo. O restante seria constituído de energia escura, 73% e a matéria bariônica, 4%. [1]
Evidências observacionaisNo modelo cosmológico mais aceito, o ΛCDM, que tem obtido grande sucesso na descrição da formação da estrutura em larga escala do universo, a componente de matéria escura é fria, isto é, não-relativístiva. Nesse contexto, a matéria escura compõe cerca de 23% da densidade de energia do universo. O restante seria constituído de energia escura, 73% e a matéria bariônica, 4%. [1]
As observações de sistemas astrofísicos que indicam a existência de matéria escura são diversas e muitas vezes baseadas em técnicas experimentais diferentes. São exemplos clássicos dessas observações: as curvas de rotação planas de galáxias, a aplicação do teorema do virial a aglomerados de galáxias e a análise das anisotropias da radiação cósmica de fundo.
Candidatos à matéria escura
Os candidatos teóricos mais populares à matéria escura não-bariônica são: os áxions, os neutrinos estéreis e as WIMPs - partículas massivas que interagem fracamente, do inglês weak interacting massive parcticle. É também possível que uma pequena parte da matéria escura seja bariônica, existente em forma objetos massivos compactos, MACHOs, que por emitirem pouca radiação são difíceis de serem detectados.
Deteção de matéria escura
Atualmente existe um grande debate sobre a deteção de matéria escura. O experimento Dama/Libra [1] diz ter feito uma deteção indireta, via observação da variação sazonal do número de eventos, efeito relativo à variação da velocidade da Terra em relação ao halo galáctico de matéria escura. Contudo esse resultado é incompatível com os resultados de vários experimentos de deteção direta, como por exemplo o CDMS-II [2], o XENON10 [3], e o ZEPLIN-III [4]. Novos experimentos, maiores e mais sensíveis, estão em fase de construção e deverão estar operacionais no fim de 2009 ou início de 2010: XENON100 [5] (100kg) e LUX [6] (350kg).
Um ato do Congresso norte-americano, de 2008, adicionou um voo extra para os ônibus espaciais, que está agendado para ser um dos últimos. Atualmente marcado para 2010, esse voo extra irá iniciar uma caçada inédita: a busca por Galáxias de Antimatéria. O equipamento que fará a caçada é chamado AMS Alpha Magnetic Spectrometer - Espectrômetro Magnético Alfa. O AMS é um detector de raios cósmicos de US$1,5 bilhão que será instalado na Estação Espacial Internacional.
Além de detectar galáxias distantes formadas inteiramente por antimatéria, o AMS testará a teoria da Matéria Escura, uma substância misteriosa e invisível que compreende 83% de toda a matéria no Universo.
Outro mistério que o AMS ajudará a resolver é a natureza da Matéria Escura. Os cientistas acreditam que a grande maioria do Universo é na verdade feita dessa Matéria Escura invisível, em vez da matéria ordinária.
Eles apenas não sabem o que é essa Matéria Escura.
A teoria dominante afirma que a Matéria Escura é feita de uma partícula chamada neutralino. Colisões entre neutralinos devem produzir um grande número de pósitrons de alta energia. O AMS poderá comprovar se a Matéria Escura é feita de neutralinos procurando por esse excesso de pósitrons de alta energia.
"Pela primeira vez, será possível descobrir do que é feita a Matéria Escura," diz o Dr. Ting.[2]
Explicações alternativas
Existem tentativas de solucionar o problema da matéria escura propondo-se alterações na gravitação (um exemplo famoso é a MOND), no entanto, até o momento, nenhuma delas obteve grande sucesso.
Referências
↑ Kaku, Michio.. Parallel worlds : a journey through reation, higher dimensions, and the future of the cosmos. [S.l.]: DOUBLEDAY, 2005). 0-385-51416-6
↑ http://cdms.berkeley.edu/
↑ http://xenon.brown.edu
↑ http://www.hep.ph.ic.ac.uk/ZEPLIN-III-Project/
↑ http://xenon.astro.columbia.edu/
↑ http://lux.brown.edu/
Extraído de: http://pt.wikipedia.org/wiki/Mat%C3%A9ria_escura
Apresentado por Jorge Gabriel. Produção: Science Office/Duvideo.
Artigo por: Orfeu Bertolami, Departamento de Física do Instituto Superior Técnico
Estudos da radiação fóssil de microondas, a denominada radiação cósmica de fundo, permitem a determinação, com grande precisão, do conteúdo energético do Universo. Esta radiação, observada na região de microondas do espectro electromagnético, é um remanescente de um Universo ainda jovem com apenas 375 mil anos e a sua estrutura mais fina revela detalhes impressionantes acerca da história do Universo. Através desta radiação sabemos que a geometria do Universo (o Universo é quadri-dimensional, isto é, tem 3 dimensões espaciais e 1 temporal), correspondente à parte espacial, é plana, o que significa que a luz percorre uma linha recta entre uma fonte e um observador se não houver nenhuma concentração importante de matéria. Esta radiação permite-nos também estimar que cerca de 73% da energia/matéria do Universo está distribuída de forma uniforme por toda a parte, e que por não se manifestar luminosamente, é designada por energia escura. Esta energia é responsável pela actual expansão acelerada do Universo.
A expansão do Universo foi descoberta pelo astrónomo norte-americano Edwin Hubble em 1929.O facto desta expansão ser cada vez mais rápida a distâncias cada vez maiores de nós, isto é, a sua aceleração, foi estabelecida em 1998 por um grupo de astrónomos da Universidade de Berkeley, na Califórnia, liderados pelo cientista Saul Perlmutter.
A quase totalidade dos restantes 27% da matéria do Universo, podem ser atribuídos a partículas elementares, que macroscopicamente não exercem pressão, isto é, matéria não relativista (matéria cuja velocidade típica é muito menor do que a velocidade da luz).
A consistência dos resultados obtidos através do estudo da radiação cósmica de fundo com observações da abundância de elementos leves, hidrogénio, hélio e lítio, indica, através da observação de estrelas e outros objectos astronómicos, que só cerca 4% da matéria do Universo pode ser identificada como matéria que nós conhecemos, isto é, matéria constituída por protões, neutrões, electrões e outras partículas elementares conhecidas. Assim, conclui-se que, para além da matéria usual, deve existir no Universo uma apreciável quantidade de matéria dita negra ou escura.
Este resultado é algo de surpreendente e revela que nós desconhecemos cerca de 96% da constituição do Universo. Desses 96% que desconhecemos a energia escura corresponde a cerca de 73% da constituição do Universo e a matéria escura os restantes 23%.
Na verdade, no que diz respeito à matéria escura, esta conclusão é corroborada por observações de outra natureza e a escalas de distância distintas.
Estudos da rotação de galáxias do tipo espiral revelam que a matéria “usual” (constituída por protões, neutrões, electrões, etc) que se manifesta no espectro electromagnético (visível, infravermelho, ultravioleta, raio-X, etc), corresponde apenas a 1/15 – 1/10 da massa total inferida pela dinâmica da rotação. Ou seja, nas galáxias espirais há de 10 a 15 vezes mais matéria daquela que se pode deduzir por meio da observação da radiação electromagnética em todos os comprimentos de onda. Há evidências que o mesmo ocorre com galáxias com outra morfologia, isto é galáxias elípticas e irregulares.
A escalas de tamanho na ordem das dezenas a centenas de vezes maiores que a de galáxias individuais (dezenas a centenas de milhões de anos-luz), a coesão e a dinâmica de enxames e super enxames de galáxias ligados graviticamente só podem ser compreendidos se a massa detectada através de observações astronómicas das diferentes regiões do espectro electromagnético for também da ordem de 1/15 a 1/10 da massa total inferida dinamicamente.
Uma técnica de observação de grande relevância na determinação da presença de matéria escura é a das lentes gravitacionais. Segundo a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, a luz é curvada quando nas vizinhanças duma distribuição de matéria, e a magnitude do desvio relativamente ao da propagação rectilínea é indicativo da quantidade de matéria presente. Assim, ao observar-se a um desvio relativamente à propagação rectilínea, pode-se determinar a quantidade de matéria presente independentemente da sua natureza. A utilização deste método tem-se generalizado na observação astrofísica e tem descortinado uma imagem do Universo que é consistente com a que se infere através dos outros métodos descritos: a matéria usual corresponde a cerca de 1/15 a 1/10 da matéria inferida por métodos dinâmicos.
A recente observação, cujos resultados foram tornados públicos em Agosto de 2006, do enxame 1E 0657-56, mais conhecido pela alcunha de “enxame bala”, usando a técnica das lentes gravitacionais e a banda X do espectro electromagnético (sensível à matéria usual), que a dinâmica observada só é compatível com a presença de uma quantidade substancial de matéria escura. Quantitativamente, observa-se que massa total do enxame deve ser a 10-15 vezes maior que a da massa inferida pelas observações em raios X.
Assim, parece não haver dúvidas que a matéria escura é a forma predominante de matéria não relativista no Universo.
Naturalmente, uma questão central, ainda por desvendar, é saber qual a verdadeira natureza desta matéria e como pode ser detectada. Várias hipóteses têm sido sugeridas assumindo que esta matéria é a manifestação macroscópica duma substância constituída por partículas elementares ainda por se descobrir. Os candidatos mais discutidos incluem partículas elementares que surgem no contexto de modelos de física de partículas, tais como os axiões, um conjunto especial de partículas supersimétricas neutras designados por neutralinos, partículas “adamastor”, postuladas e discutidas no Departamento de Física do Instituto Superior Técnico, entre outras. Uma das grandes esperanças dos físicos, é que vestígios destas partículas possam ser detectados no LHC, o grande acelerador de protões do Centro Europeu de Investigação Nuclear situado em Genebra, ou em outros detectores passivos localizados em minas profundas (tal precaução é necessária para blindar o efeito de falsas detecções causadas pela interacção dos detectores com as partículas dos raios cósmicos).
Outra questão de particular importância é saber até que ponto a matéria escura e a energia escura indicam que a teoria da gravitação utilizada é adequada ou não. Até ao presente, nenhum modelo alternativo à Teoria da Relatividade Geral foi capaz de rivalizar com o poder explicativo e preditivo desta teoria, mas os cientistas têm trabalhado activamente também nesta frente de investigação.
Finalmente, uma última questão diz respeito à possível ligação entre a energia escura e a matéria escura. É possível que estas duas entidades sejam manifestações a escalas distintas de uma única partícula ou campo mais fundamentais.
"Energia escura"
A chamada "energia escura" ("dark energy") surgiu com novas teorias, que tentam explicar recentes observações astronômicas, as quais evidenciam fatos não explicados pelas teorias atualmente aceitas pelos físicos.Uma destas evidências é o fato da densidade total de matéria encontrada no universo na forma de matéria bariônica (toda matéria constituída de prótons e nêutrons) ser muito menor, da ordem de 5%, que a massa predita para um universo plano. Várias medidas, realizadas desde a década de 30, indicam que deva existir um outro tipo de matéria no universo, para explicar, por exemplo, como estrelas têm orbitas rápidas em torno de galáxias e a forma como galáxias orbitam aglomerados de galáxias.
Este outro tipo de matéria, chamada de matéria escura, poderia ser constituída de exóticas partículas elementares propostas por teorias da física de partículas; e deveriam constituir os 95% de matéria restantes para atingir a densidade crítica. Entretanto, uma série de medidas realizadas têm chegado a uma mesma conclusão: se a matéria escura existe, ela deve somar menos que a metade da densidade crítica. Uma destas medidas leva em consideração o fato de os aglomerados de galáxias serem os maiores objetos no universo, devendo assim constituir uma boa amostra para se obter proporções relativas de matéria escura e bariônica. Essa relação pode ser inferida da massa do aglomerado (que soma matéria escura e bariônica) e da sua luminosidade (que dá uma idéia da quantidade de matéria bariônica). A razão esperada seria de vinte para um, mas a razão observada é da ordem de dez para um. Desta forma, a quantidade de matéria de todos os tipos, no universo, contabiliza menos que a metade da massa crítica.
 O diagrama acima mostra como deveria ser o fundo de microondas do universo nos três casos possíveis, o primeiro, correspondente a um universo plano, foi confirmado pelas observações, de forma que o universo tem a densidade crítica. Caso a massa do universo fosse muito maior, ou muito menor, o tamanho das regiões de diferentes temperaturas, que aparecem em azul e amarelo pareceria maior ou menor, respectivamente. |
A necessidade de consideração da densidade do universo como sendo a densidade crítica surgiu no início dos anos 90, com precisas medidas do fundo de microondas do universo, as quais suportaram as predições da teoria inflacionária,
evidenciando que o universo é realmente plano. Desta forma, como nem toda a matéria existente no universo é suficiente para alcançar a densidade crítica, se torna necessária uma outra forma de "completar" a parte faltante. Como pela teoria de Einstein, energia e massa estão intimamente ligados, pela relação E=mc2, os físicos foram levados a idéia de que esta massa faltante poderia estar sob a forma de energia, energia esta que por ser desconhecida foi chamada de energia escura e constituiria a parte faltante para se chegar a densidade crítica do universo.
Outra evidência que levou os físicos a desconfiarem da existência de outro tipo de energia no universo surgiu em 1998, quando dois grupos independentes, o Supernova Cosmology Project e o High-z Supernova Search Team, descobriram que supernovas no limite observável do universo se afastam de nós a velocidades menores que deveriam estar. Isto significa que elas existiram em algum tempo em que o universo se expandia a taxas menores que as atuais, exatamente o resultado oposto as predições dos cosmologistas. A única explicação para esta possibilidade é que a expansão do universo deva estar se acelerando, e o único agente capaz de causar esta aceleração seria a energia escura.
 Este diagrama revela variações na taxa de expansão do universo desde o Big Bang, a aproximadamente 15 bilhões de anos. Nota-se uma variação na tendência de expansão a aproximadamente 7,5 bilhões de anos. |
Existem grupos de astrônomos que acreditam que esta evidência não é verdadeira, pois num universo mais jovem, as estrelas formadas tinham uma concentração de elementos pesados, os quais são determinantes para a evolução estelar, muito menor do que a encontrada nas estrelas mais jovens. Desta forma, a comparação das supernovas de alto redshift com as supernovas relativamente próximas não garantiria segurança na determinação de magnitudes absolutas, e, desta forma, as distâncias calculadas desta maneira estariam incorretas, invalidando as conclusões baseadas nestas observações.
Exaustivos esforços têm sido feitos para demonstrar que não existem efeitos sistemáticos como este, ou então possíveis interferências causadas por poeira, desviando os valores medidos, de forma que, por enquanto, não foi encontrado nenhum efeito que realmente garanta o erro ou acerto das medidas. De qualquer forma, já existem vários projetos que visam uma sistemática varredura de todo o espaço em busca de um número maior de supernovas observáveis com alto redshift, o que poderia trazer mais confiança às observaçães atuais.
Atualmente, apesar das incertezas quanto as evidências, muitos cosmologistas voltam seus esforços para tentar explicar como deveria ser constituída e quais as propriedades que deveria apresentar a matéria escura de forma a explicar os fatos observados, bem como a evolução temporal que o universo deve ter apresentado para permitir que atualmente sejam observadas tais evidências. Uma primeira teoria já tinha sido proposta por Einstein em 1917, embora tenha sido pensada pelo motivo errado, quando ele propôs a constante cosmológica para possibilitar um universo estático, que era a forma como era imaginado o universo no início do século XX. Esta proposta, atualmente, parece não se adequar de maneira satisfatória, pois mesmo que a constante cosmológica represente uma força contrária a gravitação, necessária para explicar como pode o universo estar se expandindo de forma cada vez mais rápida, esta constante representa uma mesma força, constante com o tempo, ao passo que evidências observacionais indicam que a força que hoje acelera a expansão do universo, já teve um período em que representava uma força negligenciável, pois de outra maneira, estrelas e planetas, bem como galáxias, nunca teriam se formado.
Outra proposta existente é baseada na teoria antrópica; segundo a qual, a consciência humana é capaz de questionar as condições necessárias a sua própria existência somente devido ao fato de essas condições serem cumpridas, ou seja, se as condições fossem diferentes, não estaríamos aqui para questionar. Esta proposta, devido ao seu caráter, não encontra grande aceitação entre os físicos.
Existem outras variáveis para a energia escura, conhecidas pelo termo quintessence. As propriedades desta seriam dependentes do tempo, permitindo então a possibilidade de a força exercida pela quintessence ter um comportamento diferente, necessário para coincidir com as evidências observacionais. A quintessence, segundo as teorias, teria sido dominante em um primeiro estágio expansivo do universo, até tempos da ordem de 10-35 segundos, quando então passou a ter menor importância que outras forças existentes, desta forma permanecendo até um tempo recente, relativo a idade do universo, no qual, voltou a tornar-se dominante, começando então a exercer a força necessária para acelerar a expansão do universo.
Uma das formas propostas para a quintessence, foi proposta por Andreas Albrecht e seu estudante Constantinos Skordis. Eles propuseram uma classe de funções de energia ou "potenciais" não lineares para a quintessence, de tal forma, que com uma adequada escolha de parâmetros, a quintessence pode apresentar as características necessárias para apresentar um comportamento adequado à explicação das evidências observacionais. Estes potenciais, apresentam a vantagem de serem funções de primeira ordem somente das constantes físicas c, h e G, respectivamente, a velocidade da luz, a constante de Planck e a constante gravitacional. Segundo eles, a quintessence seria um tipo de energia do vácuo, ligado com a mecânica quântica e a teoria de supercordas, que apresentaria a exótica propriedade de exercer uma força de repulsão, contrária a força gravitacional.
A relação entre teorias que tentam explicar o universo como um todo, e teorias que tentam explicar o mundo microscópico, poderiam representar as raízes de uma teoria unificadora em física, que, a muito tempo, tem sido buscada por diversos físicos. Mas, como seria esperado para uma teoria que se propõe a explicar o destino do universo e a geometria do espaço, fazer a unificação dos mundos quânticos e cosmológico, explicar a massa faltante e a aceleração do universo, e levar a aceitação de uma quinta força fundamental da natureza; seria esperado que se encontrassem problemas. Primeiramente, ninguém sabe o motivo pelo qual a quintessence poderia ter surgido novamente para acelerar a expansão do universo após um longo período de hibernação. Em segundo lugar, e não menos importante, vem o fato de as estimativas feitas para a força exercida por essa possível energia do vácuo serem da ordem de 120 ordens de grandeza maiores do que seriam necessárias para explicar os efeitos observados atualmente; forças desta ordem, seriam suficientes para impedir até mesmo a formação de matéria, o que obviamente, não é o que realmente acontece.
Mesmo com estas questões não bem resolvidas, a quintessence parece ser a melhor teoria que se tem para explicar a expansão acelerada do universo e a geometria do espaço. Esta "energia do vácuo" evoluiu de tal forma que hoje constitui uma das mais desafiadoras das idéias da cosmologia moderna. Nestas teorias, os conceitos de forças fundamentais da natureza, idéias de estrutura do universo, uma possível ligação entre os mundos quântico e cosmológico, e o próprio destino do universo, estão todos envolvidos.
Referências:
- http://www.astronomytoday.com/cosmology/quintessence.html
- http://www.discover.com/mar_01/featdark.html
- http://focus.aps.org/v5/st8.html
- http://www.jyi.org/issues/currentIssue/features/cull.html
- http://physicsweb.org/article/world/13/11/8/1
- http://www.sciencenews.org/20010407/bob14.asp
- http://www.space.com/scienceastronomy/astronomy/farthest_supernova_010402.html
Entrevista com Adam Riess, um dos descobridores da Energia escura
"Energia negra" existe quase desde o início do universo
É a conclusão de um estudo de astrofísicos americanos
2006-11-17
Adam Riess revelou a presença da "energia negra"
O telescópio espacial Hubble permitiu descobrir que a "energia negra", força repulsiva teorizada por Einstein e responsável pela contínua expansão do universo, existe quase desde a sua origem, afirmam astrofísicos norte-americanos.
"Embora a energia negra represente mais de 70 por cento do universo, pouco sabemos dela", sublinha Adam Riess, astrofísico da Universidade Johns Hopkins de Baltimore (Maryland), principal autor da investigação que será publicada na edição de 10 de Fevereiro do Astrophysical Journal.
"Embora a energia negra represente mais de 70 por cento do universo, pouco sabemos dela", sublinha Adam Riess, astrofísico da Universidade Johns Hopkins de Baltimore (Maryland), principal autor da investigação que será publicada na edição de 10 de Fevereiro do Astrophysical Journal.
Foi ele que em 1998 revelou a presença da "energia negra", pondo termo à teoria de que o universo, após a fase de expansão subsequente ao "big bang", estaria numa fase de contracção. "A nossa última descoberta indica que essa coisa a que chamamos energia negra existia já há pelo menos 9 mil milhões de anos, quando se começou a fazer sentir", ou seja, quando a expansão cósmica se acelerou - afirmou numa conferência de imprensa. "É a primeira vez que temos dados significativos, embora discretos, desde esse tempo", acrescentou.
13,7 mil milhões de anos
Os astrofísicos estimam em cerca de 13,7 mil milhões de anos a idade do universo. Por outro lado, os investigadores concluíram que as supernovas - estrelas de grande massa que explodem com um brilho muito intenso ao atingiram a última fase da sua evolução - eram há 9 mil milhões de anos muito semelhantes às mais recentes reveladas pelo Hubble. Essas enormes explosões estelares são usadas pelos astrofísicos como marcadores para medir a expansão do universo e a sua velocidade.
Os investigadores basearam este seu último progresso na análise de 23 das supernovas conhecidas mais distantes no universo, a maior parte das quais foi descoberta nos últimos dois anos. As supernovas funcionam como archotes cósmicos que permitem recuar no tempo e medir a sua distância em função da sua intesnidade luminosa.
A descoberta da energia negra dá um novo interesse à cosmologia de Albert Einstein, o pai da teoria da relatividade. Einstein foi, há um século, o primeiro a avançar a hipótese, que depois rejeitou, da existência uma força repulsiva do espaço que explicaria o equilíbrio no universo com a gravidade, já que esta, sem uma força contrária, provocaria a sua implosão.
Extraído de: http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=9731&op=all
13,7 mil milhões de anos
Os astrofísicos estimam em cerca de 13,7 mil milhões de anos a idade do universo. Por outro lado, os investigadores concluíram que as supernovas - estrelas de grande massa que explodem com um brilho muito intenso ao atingiram a última fase da sua evolução - eram há 9 mil milhões de anos muito semelhantes às mais recentes reveladas pelo Hubble. Essas enormes explosões estelares são usadas pelos astrofísicos como marcadores para medir a expansão do universo e a sua velocidade.
Os investigadores basearam este seu último progresso na análise de 23 das supernovas conhecidas mais distantes no universo, a maior parte das quais foi descoberta nos últimos dois anos. As supernovas funcionam como archotes cósmicos que permitem recuar no tempo e medir a sua distância em função da sua intesnidade luminosa.
A descoberta da energia negra dá um novo interesse à cosmologia de Albert Einstein, o pai da teoria da relatividade. Einstein foi, há um século, o primeiro a avançar a hipótese, que depois rejeitou, da existência uma força repulsiva do espaço que explicaria o equilíbrio no universo com a gravidade, já que esta, sem uma força contrária, provocaria a sua implosão.
Extraído de: http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=9731&op=all
Pesquisa aponta desaceleração da expansão do Universo
15 de agosto de 2011 •
Eta Carinae pode se tornar uma supernova. O estudo que propõe a desaceleração da expansão do universo baseou-se na descrição da expansão cósmica como uma somatória de termos em função do redshift das supernovasFoto: Nasa/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics/Divulgação
O Universo está se expandindo, mas não necessariamente de forma acelerada como aponta o modelo cosmológico mais aceito pelos especialistas, o Lambda-CDM (Cold Dark Matter), afirmou a Agência Fapesp. A pesquisa realizada no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP) aponta que atualmente a expansão do Universo está em fase de desaceleração.
Segundo Antônio Cândido de Camargo Guimarães, autor do estudo publicado no periódico Classical and Quantum Gravity, houve uma fase de expansão acelerada, que seria recente. "Mas hoje esse estado não é tão certo. É possível que a aceleração já esteja diminuindo", disse à Agência Fapesp.
Guimarães conta que há cerca de 10 anos a expansão acelerada do Universo se tornou consenso na comunidade científica a partir de observações de explosões de supernovas 1a, cujo brilho era menor do que se esperava. Para descrever essa rápida expansão, os cientistas adotaram o Lambda-CDM. Esse modelo cosmológico se baseia na existência de uma energia escura, que corresponderia a 70% da composição do Universo.
"A energia escura é um ente físico muito especulativo. Há algumas hipóteses e ideias, mas não se sabe qual a natureza dela", destacou o astrônomo.
Abordagem cosmográfica
Em sua pesquisa, Guimarães diz que a ideia foi descrever a expansão de forma independente de modelos de energia escura. Para isso, usou a chamada abordagem cosmográfica. Esse método se baseia na descrição da expansão cósmica como uma somatória de termos em função do redshift (medida da velocidade de afastamento) das supernovas, que é usado para traçar o brilho estelar (indicando a distância).
As supernovas foram divididas em três grupos: antigas, recentes e muito recentes. Por meio das análises cosmográficas, o pesquisador observou que, quanto mais recente os eventos das supernovas, maior era a probabilidade da atual desaceleração do Universo.
"O modelo Lambda-CDM diz que a aceleração tende sempre a aumentar. É interessante, pois nosso trabalho questiona esse paradigma, que usa uma forma particular para a energia escura para descrever a expansão cósmica", disse Guimarães.
Segundo Antônio Cândido de Camargo Guimarães, autor do estudo publicado no periódico Classical and Quantum Gravity, houve uma fase de expansão acelerada, que seria recente. "Mas hoje esse estado não é tão certo. É possível que a aceleração já esteja diminuindo", disse à Agência Fapesp.
Guimarães conta que há cerca de 10 anos a expansão acelerada do Universo se tornou consenso na comunidade científica a partir de observações de explosões de supernovas 1a, cujo brilho era menor do que se esperava. Para descrever essa rápida expansão, os cientistas adotaram o Lambda-CDM. Esse modelo cosmológico se baseia na existência de uma energia escura, que corresponderia a 70% da composição do Universo.
"A energia escura é um ente físico muito especulativo. Há algumas hipóteses e ideias, mas não se sabe qual a natureza dela", destacou o astrônomo.
Abordagem cosmográfica
Em sua pesquisa, Guimarães diz que a ideia foi descrever a expansão de forma independente de modelos de energia escura. Para isso, usou a chamada abordagem cosmográfica. Esse método se baseia na descrição da expansão cósmica como uma somatória de termos em função do redshift (medida da velocidade de afastamento) das supernovas, que é usado para traçar o brilho estelar (indicando a distância).
As supernovas foram divididas em três grupos: antigas, recentes e muito recentes. Por meio das análises cosmográficas, o pesquisador observou que, quanto mais recente os eventos das supernovas, maior era a probabilidade da atual desaceleração do Universo.
"O modelo Lambda-CDM diz que a aceleração tende sempre a aumentar. É interessante, pois nosso trabalho questiona esse paradigma, que usa uma forma particular para a energia escura para descrever a expansão cósmica", disse Guimarães.
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