Radiação cósmica de fundo como evidência do big bang

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O que uma pessoa pode imaginar quando esbarra os olhos atentamente nessa imagem? Apenas pensa que é uma imagem ovoide com poucas variações de cores? Pode ser, mas ela possui um significado muito maior que isso! Essa imagem foi feita pela sonda Planck, enviada ao espaço sideral pela Agência Espacial Europeia (ESA), com o intuito de detectar os resíduos, o resplendor, os ecos do Big Bang. Efetivamente já haviam sido direcionadas outras sondas ou satélites para detectar esses resíduos cósmicos (como a COBE (Cosmic Background Explorer) e a WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)), no entanto, a imagem mais precisa foi conseguida pela sonda Planck, lançada mais recentemente que as anteriores, em 2009. Mas o que isso tem de relevante? Além de ser uma evidência de que de fato em um tempo remoto, cerca de 13,8 bilhões de anos atrás, o universo observável estava comprimido em um ponto extremamente denso (mas não infinitamente) e quente, de tamanho menor que um elétron e que subitamente expandiu, revela também, o momento em que o universo deixou de ser opaco, isto é, tornou-se transparente. A luz, finalmente, conseguiu pôr um fim a "Idade das Trevas", e a partir desse momento, futuros astrônomos poderiam constatar que de fato, houve um momento em que todo o espaço do universo observável estava em uma região extremamente densa e quente, que se arrefeceu a medida que expandiu. O surgimento do tempo e o início da expansão do universo é o que é conhecido por "Big Bang", interpretado erroneamente por várias pessoas, como uma explosão. Essa radiação, a medida que o tempo foi passando, ficou mais "fraca", mas não fraca o suficiente para que fosse impossível de detectá-la atualmente. Por "fraca" interpretamos fisicamente, como um aglomerado de ondas eletromagnéticas de frequências (oscilações periódicas da onda por segundo) baixíssimas e de comprimentos de ondas grandes, consequentemente, possuindo menor energia. Na medida que a frequência de uma onda decai e o comprimento aumenta proporcionalmente, a radiação sofre o desvio para o vermelho (red shift), que corresponde ao desvio para a cor vermelha da radiação visível, sendo o espectro, em ordem decrescente para menores frequências e menores energias, Raios gama, Raios X, Raios Ultravioletas, Ultravioleta, Violeta, Anil, Azul, Verde, Amarelo, Laranja, Vermelho, Infravermelho, microondas e ondas de rádio. Devido a expansão cósmica, essa radiação cósmica de fundo, que proveio da aniquilação de pares de partículas de matéria e antimatéria, inicialmente contendo bastante energia e sendo raios gama, decaiu até as microondas na medida que o tempo passou, podendo,ser observada hoje (obviamente não pelos nossos olhos pois não está na faixa do espectro visível, mas por sondas que possuem mecanismos próprios para montar uma imagem através desse tipo de onda emitida). Quando o universo deixou de ser opaco, as partículas que compõem a radiação, os quanta do campo eletromagnético (fótons), não eram mais absorvidos pelos íons e puderam vagar livremente pelo Cosmo. Mas isso se deu a uma temperatura baixa (em termos do Big Bang), que foi cerca de uns 3.500K ou 3227°C. Em síntese, a imagem remonta a uma época em que o universo "iluminou-se", quando tinha cerca de 380.000 anos de idade, escapando da relegação a escuridão. Devido a emissão dessas ondas eletromagnéticas pela matéria, nós podemos visualizar qual era a situação do conteúdo material do cosmo naquele tempo. As regiões mais amareladas e avermelhadas, indicam regiões menos densas e mais quentes do universo primevo, enquanto que as regiões azuis indicam regiões mais concentradas pelos gases. Podemos buscar incessantemente pelos prótons e elétrons que compõem o nosso corpo nessa imagem, que, em algum pixel, devem estar, mas nunca poderemos confirmar onde eles estavam nesse exato momento. Mas isso não significa que não sabemos de nada. Isso foi uma grande conquista científica, pois abriu as nossas visões ao processo de evolução do universo, que, a cada dia que passa, está ficando mais pormenorizada. É realmente notável que nós não temos que apelar para mitos para explicar como chegamos até aqui. Para concluir, esses resíduos de calor ainda podem ser detectados hoje, por qualquer terráqueo, desde que possua em mãos, algum aparelho de rádio e televisão, e que não sintonizem em canal nenhum. Uma fração daquele chuvisco que vemos ou ouvimos dos rádios e da TV quando não se sintoniza canal nenhum, é a radiação cósmica de fundo. Coincidentemente, em mais uma das peripécias da natureza, a faixa em que a radiação se encontra atualmente, combina perfeitamente com a faixa com que as antenas de rádio e TV podem detectar. Inclusive, a primeira detecção desse ruído cósmico, foi feita por dois jovens engenheiros que nem sabiam certamente o que estavam fazendo. Arno Penzias e Robert Wilson, que trabalhavam na Bell Telephone Company, foram agraciados com o prêmio Nobel em 1978 (pela descoberta em 1965), por constatar as previsões de Gamow e seus alunos, de que havia um calor residual do início dos tempos que poderia ser adequadamente detectado em qualquer lugar do espaço nos dias de hoje. 

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