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out 15

BOSS: nova pesquisa cósmica vai nos revelar a assinatura da Energia Escura e os segredos da estrutura do Universo

Paul Gilster em Centauri Dreams, comenta aqui sobre a inovadora pesquisa SDSS III, o projeto BOSS e as implicações que virão para a cosmologia e o desenvolvimento de novos mecanismos da física de propulsão:

IMAGEM: Um dos primeiros espectros capturados pela pesquisa Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). O painel superior mostra o quasar azul analisado, realçado na imagem do céu, que indica a presença de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia ativa distante. Na parte inferior está desenhado o espectro do objeto medido pela BOSS que permite aos astrônomos medir o grau do “desvio para o vermelho”, ou seja, a distância do quasar até nós. A pesquisa BOSS almeja coletar milhões de espectros como esse e usar seus resultados para calcular as distâncias e mapear a geometria do Universo. Crédito: D. Hogg, V. Bhardwaj, e N. Ross.

Um dos primeiros espectros capturados pela pesquisa Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). O painel superior mostra o quasar azul analisado, realçado na imagem do céu, que indica a presença de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia ativa distante. Na parte inferior está desenhado o espectro do objeto medido pela BOSS que permite aos astrônomos medir o grau do “desvio para o vermelho”, ou seja, a distância do quasar até nós. A pesquisa BOSS almeja coletar milhões de espectros como esse e usar seus resultados para calcular as distâncias e mapear a geometria do Universo. Crédito: D. Hogg, V. Bhardwaj, e N. Ross.

Pode ser até estranho pensar que poderia haver uma conexão entre a estrutura universal de larga escala e o que poderemos desenvolver em termos de propulsão para viagens ao espaço profundo em velocidades relativísticas. Mas, entender como se comportam as propriedades de grandes escalas do cosmos pode nos oferecer pistas valiosas sobre o que será possível construir e o que estará fora do nosso alcance. Se entendermos como a gravidade funciona nas macro-escalas cósmicas então as características sobre a “energia escura” podem ser interessantes. Assim, deparamos com esta entidade misteriosa denominada “energia escura” que atua fazendo o Universo não só se expandir como também acelerando sua expansão e se opõe de alguma forma a força da gravidade, a qual, em tese, deveria estar desacelerando o processo de expansão universal.

BOSS: a espectroscopia da oscilação bariônica primordial

Essas questões contundentes nos levam a nova pesquisa BOSS – pesquisa sobre a espectroscopia da oscilação bariônica (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), que iniciou suas operações na noite de 14-15 de setembro de 2009. Como um componente da massiva pesquisa SDSS III (Sloan Digital Sky Survey III), a BOSS vai usar o telescópio de 2,5 metros no observatório Apache Point no Novo México para medir o espectro de 1.400.000 de galáxias em 160.000 quasares até 2014. A partir desta intensa busca poderemos derivar os dados mais precisos já coletados sobre a maneira que o Universo está montado nas escalas de maior porte. Os espectrógrafos mais modernos já projetados estarão trabalhando para sustentar a pesquisa e atuando agora de forma mais eficiente nas freqüências do infravermelho que os instrumentos usados nas pesquisas anteriores, SDSS I e II.

O engenheiro de operações Dan Long carrega o primeiro cartucho a ser usado no telescópio da SDSS III. Estes dispositivos são inseridos na base do telescópio e são trocados diversas vezes durante uma jornada de operação noturna. Crédito: Dan Long SDSS III

O engenheiro de operações Dan Long carrega o primeiro cartucho a ser usado no telescópio da SDSS III. Estes dispositivos são inseridos na base do telescópio e são trocados diversas vezes durante uma jornada de operação noturna. Crédito: Dan Long SDSS III

Mas onde entra em jogo a ‘energia escura’?

BOSS será capaz de estudar a maneira com que os prótons e neutros (os bárions) interagiram com a luz para criar oscilações de pressão. Estas, por sua vez, teriam criado variações na densidade à medida que viajaram através do Universo primordial (na “era das trevas”) e finalmente cessando quando o cosmos se esfriou o suficiente para inibir sua propagação, quando o cosmos tinha aproximadamente 400.000 anos de idade. Nikhil Padmanabhan (Universidade de Yale) explicou o assunto:

“De forma similar a maneira como as ondas sonoras se propagam pelo ar, as ondas colocam a matéria mais próxima entre si a medida que viajam. No Universo primordial, estas ondas moviam-se na metade da velocidade da luz, mas quando o Universo atingiu a idade de algumas centenas de milhares de anos, o cosmos esfriou o suficiente para paralisar a propagação das ondas, deixando uma assinatura de 500 milhões de anos-luz em tamanho.”

A assinatura é encontrada no espaçamento entre as galáxias que o BOSS estará medido, cuja distribuição foi descrita por Daniel Eisenstein (Universidade do Arizona):

“Nos podemos ver estar ondas congeladas na distribuição atual das galáxias. Através da medição do comprimento das oscilações bariônicas, nos podemos determinar o quanto a ‘energia escura’ foi afetada pela historia da expansão universal. Isto, por sua vez, ajuda-nos a entender como a ‘energia escura’ poderia ser.”

Assim, as galáxias distantes, em outras palavras, provavelmente deveriam estar separadas por cerca de 500 milhões de anos-luz ao invés de 400 ou 600 milhões de anos-luz, um espaçamento que os cientistas denominam a assinatura ‘congelada’ das ondas sonoras do cosmos primordial. Este mesmo efeito estrutural deveria ser visto na aglomeração de matéria visível em quasares e também no gás intergaláctico, e assim deveria ter comprimido a matéria escura. Quais os efeitos a ‘energia escura’ teria causado nesta assinatura através da expansão universal deverão ser aparentes através dos dados que o BOSS irá coletar a medida que o projeto compara as escalas em diferentes eras cósmicas.

Devemos lembrar que a hipótese da ‘energia escura’ surgiu recentemente…

É até difícil de acreditar que foi somente em 1998 que a evidência firme da existência da ‘energia escura’ apareceu. Cada vez mais falamos sobre isso desde então, como crescente interesse. Paradoxalmente, junto com a ‘matéria escura’, a ‘energia escura’ é umas das maiores questões não solucionadas da física. Agora poderemos usar um método além da cosmologia das supernovas que nos revelou a aceleração do Universo em primeira mão, no final do século XX. Este processo irá complementar estes dados das pesquisas de supernovas e nos permitir obter uma melhor visão do fenômeno proporcionado pela ‘energia escura’. Vamos aguardar ansiosos a primeira publicação dos relatórios da SDSS III em dezembro de 2010, que será mais um caso de liberação de dados de alta qualidade para uso global através da Internet.

O que iremos descobrir?

Assim como o futuro dos motores de propulsão, não há uma maneira simples de saber o que virá por trás destas informações e pesquisas. O estudo contínuo da estrutura do Universo poderá revelar pistas sobre a causa da sua expansão acelerada oferecendo talvez alguma idéia sobre maneiras exóticas de impulsionar as espaçonaves do futuro. Um dos incentivos para as projeto ‘descobertas tecnológicas avançadas  da física da propulsão’ (Breakthrough Propulsion Physics project) reside no fato que as investigações de temas como esse será não somente um facilitador na estratégia do desenvolvimento de novos motores, mas também irá afiar nosso entendimento da fisica em cenários inéditos. Nós ganharemos, assim, em aprofundarmos o conhecimento da física da ‘energia escura’ como uma ‘anti-gravidade’ a ser explicada por novas maneiras. Vamos ver o que BOSS irá nos trazer.

Fonte

Centauri Dreams: Dark Energy’s Elusive Signature

Leituras complementares sobre a SDSS III e o projeto BOSS

Science Daily: New Kind Of Search For Dark Energy: First Light For BOSS

Astronomy.com:

Universe Today: New Search for Dark Energy Goes Back in Time por Nancy Atkinson

4 comentários

1 menção

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  1. Polprav

    Hello from Russia!
    Can I quote a post in your blog with the link to you?

  2. Jairo Grossi

    ROCA:
    Li o artigo no site Centauri Dreams:
    Me permita uma observação. No trecho:
    “[…] suficiente para inibir sua propagação, há cerca de 400.000 anos.[…]”,
    o correto seria:
    “[…] suficiente para inibir sua propagação, quando o cosmos tinha aproximadamente 400.000 anos.[…]”

    Interessante quando Gilster escreve:
    “Hard to believe that it was only in 1998 that firm evidence for dark energy first surfaced”.
    Realmente, a energia escura evidenciou-se muito recentemente na história da física, e acho que o ganho maior destas observações do BOSS, diz respeito à ajuda que elas trarão para que os físicos tentem entender melhor as causas e efeitos desta misteriosa matéria. Vamos esperar pelos resultados.

    Quanto à propulsão em foguetes, pelo que li, ainda é muito cedo para arriscarmos um palpite de como estes estudos poderiam ajudar neste sentido.

    Parabéns pelas informações valiosas. Continue com este belo trabalho, “garimpando” assuntos interessantes como estes.

    Abraço.

    1. ROCA

      Jairo,
      Obrigado pela dica. Já retifiquei o post.

      Quanto a propulsão de foguetes concordo que Paul exagerou um pouco, mas isso é até compreensível afinal, o site dele tem o nome de ‘Centauri Dreams’…

  3. Carlos Oliveira

    Olá,

    Estou a contactar-vos em nome do astroPT.
    http://astropt.org/blog
    Tentei encontrar um e-mail de contacto no vosso site, mas não consegui.
    Será que me podem contactar para o endereço de e-mail que disponibilizei neste comentário?

    cumprimentos espaciais,
    Carlos Oliveira
    http://astropt.org/blog/colaboradores/

  1. Física: Teoria da Relatividade Geral foi confirmada para as grandes escalas cósmicas « Eternos Aprendizes

    […] pensando na expansão destas análises, de 70.000 para 1 milhão de galáxias, com o advento da Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (Sloan Digital Sky Survey III), que será concluída dentro de aproximadamente cinco […]

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