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    Ondas gravitacionais medem o universo
    p NGC4993, a galáxia que hospeda o evento de onda gravitacional GW170817 que tem sido usado para medir a idade do universo. A origem do evento é o ponto vermelho no canto superior esquerdo do centro da galáxia; não estava lá nas imagens anteriores. Crédito:NASA e ESA

    p A detecção direta de ondas gravitacionais de pelo menos cinco fontes durante os últimos dois anos oferece uma confirmação espetacular do modelo de gravidade e espaço-tempo de Einstein. A modelagem desses eventos também forneceu informações sobre a formação massiva de estrelas, rajadas de raios gama, características da estrela de nêutrons, e (pela primeira vez) verificação de ideias teóricas sobre como os elementos muito pesados, como ouro, são produzidos. p Os astrônomos já usaram um único evento de onda gravitacional (GW170817) para medir a idade do universo. Os astrônomos do CfA Peter Blanchard, Tarreneh Eftekhari, Victoria Villar, e Peter Williams eram membros de uma equipe de 1314 cientistas de todo o mundo que contribuíram para a detecção de ondas gravitacionais de um par de estrelas binárias de nêutrons em fusão, seguido pela detecção de raios gama, e então a identificação da origem do cataclismo em uma fonte na galáxia NGC4993 manchada em imagens tiradas com vários atrasos em comprimentos de onda do raio-X ao rádio.

    p Uma análise das ondas gravitacionais desse evento infere sua força intrínseca. A força observada é menor, implicando (porque a força diminui com a distância da fonte) que a fonte está a cerca de 140 milhões de anos-luz de distância. NGC4993, sua galáxia hospedeira, tem uma velocidade para fora devido à expansão do universo que pode ser medida a partir de suas linhas espectrais. Saber a que distância está e quão rápido a galáxia está se movendo de nós permite que os cientistas calculem o tempo desde o início da expansão - a idade do universo:entre cerca de 11,9 e 15,7 bilhões de anos, dadas as incertezas experimentais.

    p A idade derivada deste único evento é consistente com estimativas de décadas de observações baseadas em métodos estatísticos usando duas outras fontes:a radiação cósmica de fundo em microondas (CMBR) e os movimentos das galáxias. O primeiro se baseia no mapeamento da distribuição muito tênue da luz datada de uma época cerca de quatrocentos mil anos após o big bang; o último envolve uma análise estatística das distâncias e movimentos de dezenas de milhares de galáxias em tempos relativamente recentes. O fato de que este único evento de onda gravitacional foi capaz de determinar uma idade para o universo é notável, e não é possível com cada detecção de onda de gravidade. Neste caso, houve uma identificação óptica da fonte (para que a velocidade pudesse ser medida) e a fonte não estava nem muito distante nem muito fraca. Com uma grande amostra estatística de eventos de ondas gravitacionais de todos os tipos, o intervalo atual de valores para a idade será reduzido.

    p O novo resultado é intrigante por outro motivo. Embora as medições do CMBR e da galáxia sejam bastante precisas, eles parecem discordar uns dos outros aproximadamente no nível de dez por cento. Essa discordância pode ser apenas um erro de observação, mas alguns astrônomos suspeitam que pode ser uma diferença real refletindo algo que está faltando atualmente em nossa imagem do processo de expansão cósmica, talvez conectado com o fato de que o CMBR surge de uma época do tempo cósmico muito diferente do que os dados da galáxia. Este terceiro método, eventos de ondas gravitacionais, pode ajudar a resolver o quebra-cabeça.


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