Crédito da imagem: SDSS
Desde a descoberta, há vários anos, de uma força misteriosa, chamada energia escura, que parece estar acelerando o Universo, os astrônomos têm procurado evidências adicionais para apoiar ou desconsiderar essa teoria. Astrônomos do Sloan Digital Sky Survey descobriram flutuações na radiação cósmica de fundo que correspondem à influência repulsiva da energia escura.
Cientistas do Sloan Digital Sky Survey anunciaram a descoberta de evidências físicas independentes para a existência de energia escura.
Os pesquisadores descobriram uma impressão de energia escura ao correlacionar milhões de galáxias no Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e nos mapas cósmicos de temperatura de fundo de microondas do Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) da NASA. Os pesquisadores descobriram a "sombra" da energia escura na radiação cósmica antiga, uma relíquia da radiação resfriada do Big Bang.
Com a combinação dos resultados dessas duas grandes pesquisas no céu, essa descoberta fornece evidências físicas para a existência de energia escura; resultado que complementa trabalhos anteriores sobre a aceleração do universo, medidos a partir de supernovas distantes. Observações das observações de balão de radiação extragalática milimétrica e geofísica (BOOMERANG) do fundo cósmico de microondas (CMB) também fizeram parte das descobertas anteriores.
A energia escura, um componente importante do universo e um dos maiores enigmas da ciência, é gravitacionalmente mais repulsivo do que atraente. Isso faz com que a expansão do universo acelere, em contraste com a atração da matéria comum (e escura), que a desaceleraria.
"Em um universo plano, o efeito que estamos observando ocorre apenas se você tiver um universo com energia escura", explicou o pesquisador principal, Dr. Ryan Scranton, do departamento de Física e Astronomia da Universidade de Pittsburgh. "Se o universo fosse composto de matéria e ainda plano, esse efeito não existiria."
“Enquanto os fótons do fundo cósmico de microondas (CMB) viajam até nós 380.000 anos após o Big Bang, eles podem experimentar vários processos físicos, incluindo o efeito Integrated Sachs-Wolfe. Esse efeito é uma impressão ou sombra de energia escura nas microondas. O efeito também mede as mudanças na temperatura do fundo cósmico de microondas devido aos efeitos da gravidade na energia dos fótons ”, acrescentou Scranton.
A descoberta é "uma detecção física de energia escura e altamente complementar a outras detecções de energia escura", acrescentou o Dr. Bob Nichol, colaborador do SDSS e professor associado de física na Carnegie Mellon University, em Pittsburgh. Nichol comparou o efeito Integrated Sachs-Wolfe a olhar para uma pessoa em frente a uma janela ensolarada: “Você apenas vê o contorno e pode reconhecê-lo apenas com essas informações. Da mesma forma, o sinal que vemos tem o contorno certo (ou sombra) que esperávamos para energia escura ", disse Nichol.
"Em particular, a cor do sinal é a mesma do fundo cósmico de microondas, provando que é de origem cosmológica e não uma contaminação irritante", acrescentou Nichol.
“Este trabalho fornece confirmação física de que é necessário energia escura para explicar simultaneamente os dados do CMB e do SDSS, independentemente do trabalho das supernovas. Tais verificações cruzadas são vitais na ciência ”, acrescentou Jim Gunn, cientista do projeto do SDSS e professor de astronomia da Universidade de Princeton.
O Dr. Andrew Connolly, da Universidade de Pittsburgh, explicou que os fótons que fluem do fundo cósmico de microondas passam por muitas concentrações de galáxias e matéria escura. Quando caem em um poço gravitacional, eles ganham energia (como uma bola rolando ladeira abaixo). Quando saem, perdem energia (novamente como uma bola subindo uma colina). As imagens fotográficas das microondas ficam mais azuis (isto é, mais energéticas) à medida que caem em direção a essas concentrações do superaglomerado e depois ficam mais vermelhas (isto é, menos energéticas) à medida que se afastam delas.
“Em um universo constituído principalmente por matéria normal, seria de esperar que o efeito líquido das mudanças de vermelho e azul fosse cancelado. No entanto, nos últimos anos, descobrimos que a maioria das coisas em nosso universo é anormal porque é repulsiva gravitacionalmente, e não atraente gravitacionalmente ”, explicou Albert Stebbins, cientista do Laboratório de Aceleração Nacional Fermi da NASA / Fermilab Astrophysics Center Fermi National Accelerator Laboratory, um colaborador do SDSS instituição. "Esse material anormal que chamamos de energia escura".
O colaborador do SDSS, Connolly, disse que se a profundidade do poço gravitacional diminuir enquanto o fóton viaja através dele, o fóton sai com um pouco mais de energia. “Se isso fosse verdade, esperaríamos ver que a temperatura cósmica de fundo do microondas é um pouco mais quente em regiões com mais galáxias. Foi exatamente o que descobrimos.
Stebbins acrescentou que a mudança de energia líquida esperada de uma única concentração de massa é inferior a uma parte em um milhão e os pesquisadores tiveram que examinar um grande número de galáxias antes que pudessem esperar o efeito. Ele disse que os resultados confirmam que a energia escura existe em concentrações de massa relativamente pequenas: apenas 100 milhões de anos-luz de diâmetro, onde os efeitos anteriormente observados estavam em uma escala de 10 bilhões de anos-luz de diâmetro. Um aspecto único dos dados do SDSS é sua capacidade de medir com precisão as distâncias de todas as galáxias a partir da análise fotográfica de seus desvios fotométricos para o vermelho. "Portanto, podemos ver a impressão desse efeito no CMB crescer em função da idade do universo", disse Connolly. "Eventualmente, poderemos determinar a natureza da energia escura a partir de medidas como essas, embora isso seja um pouco no futuro."
“Para concluir que a energia escura existe, precisamos apenas assumir que o universo não é curvado. Depois que os resultados da sonda de anisotropia por microondas de Wilkinson chegaram (em fevereiro de 2003), essa é uma suposição bem aceita ", explicou Scranton. “Isso é extremamente emocionante. Como não sabíamos se conseguiríamos um sinal, passamos muito tempo testando os dados contra contaminação de nossa galáxia ou de outras fontes. Ter os resultados tão fortes quanto eles foi extremamente satisfatório. ”
As descobertas foram feitas em 3.400 graus quadrados do céu pesquisado pelo SDSS.
"Essa combinação de micro-ondas espaciais e dados ópticos terrestres nos deu essa nova janela para as propriedades da energia escura", disse David Spergel, cosmologista da Universidade de Princeton e membro da equipe de cientistas da WMAP. “Ao combinar dados WMAP e SDSS, Scranton e seus colaboradores mostraram que a energia escura, seja o que for, é algo que não é atraído pela gravidade, mesmo em grandes escalas sondadas pelo Sloan Digital Sky Survey.
"Esta é uma dica importante para os físicos que tentam entender a misteriosa energia escura", acrescentou Spergel.
Além dos principais pesquisadores Scranton, Connolly, Nichol e Stebbins, Istavan Szapudi, da Universidade do Havaí, contribuiu para a pesquisa. Outros envolvidos na análise incluem Niayesh Afshordi, da Universidade de Princeton, Max Tegmark, da Universidade da Pensilvânia, e Daniel Eisenstein, da Universidade do Arizona.
SOBRE A PESQUISA SLOAN DIGITAL SKY (SDSS)
O Sloan Digital Sky Survey (sdss.org) mapeará em detalhes um quarto de todo o céu, determinando as posições e o brilho absoluto de 100 milhões de objetos celestes. Também medirá as distâncias para mais de um milhão de galáxias e quasares. O Astrophysical Research Consortium (ARC) opera o Apache Point Observatory, local dos telescópios SDSS.
O SDSS é um projeto conjunto da Universidade de Chicago, Fermilab, do Institute for Advanced Study, do Japan Participation Group, da Johns Hopkins University, do Los Alamos National Laboratory, do Max-Planck-Institute for Astronomy (MPIA), do Max- Instituto Planck de Astrofísica (MPA), Universidade Estadual do Novo México, Universidade de Pittsburgh, Universidade de Princeton, Observatório Naval dos Estados Unidos e Universidade de Washington.
O financiamento para o projeto foi fornecido pela Fundação Alfred P. Sloan, Instituições Participantes, Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço, Fundação Nacional de Ciência, Departamento de Energia dos EUA, Departamento de Energia dos EUA, Monbukagakusho japonês e Sociedade Max Planck.
O WILKINSON MICROWAVE ANISOTROPY SOND (WMAP) é uma missão da NASA construída em parceria com a Universidade de Princeton e o Goddard Space Flight Center para medir a temperatura da radiação cósmica de fundo, o calor remanescente do Big Bang. A missão WMAP revela as condições que existiam no universo primitivo, medindo as propriedades da radiação cósmica de fundo de microondas no céu inteiro. (http://map.gsfc.nasa.gov)
Fonte original: Comunicado de imprensa do SDSS
