Parte de uma nova foto da luz mais antiga do universo feita pelo Telescópio Cosmológico Atacama. Esta parte cobre uma seção do céu 50 vezes a largura da lua, representando uma região do espaço com 20 bilhões de anos-luz de diâmetro. A luz, emitido apenas 380, 000 anos após o Big Bang, varia em polarização (representada aqui por cores mais vermelhas ou mais azuis). Os astrofísicos usaram o espaçamento entre essas variações para calcular uma nova estimativa para a idade do universo. Crédito:Colaboração ACT
Novos dados divulgados hoje pelo Atacama Cosmology Telescope (ACT), no Chile, indicam que nosso universo tem cerca de 13,8 bilhões de anos, combinando as medições feitas pelo satélite Planck em 2015, e questionando as descobertas de 2019 de outro grupo de pesquisa que determinou que a idade do universo era muito mais jovem do que o satélite Planck havia previsto. Esse estudo mediu o movimento das galáxias para chegar a seu número, enquanto o ACT mediu a luz polarizada para chegar às suas conclusões.
Mark Halpern, Professor da UBC no departamento de física e astronomia, faz parte da equipe internacional que colabora no ACT, que inclui cientistas de 41 instituições em sete países. Conversamos com Halpern sobre essas novas descobertas, e seu significado.
Como funciona o telescópio ACT?
O Atacama Cosmology Telescope é um telescópio de seis metros de diâmetro com uma câmera muito sensível que mede a luz polarizada. É um dos observatórios de maior altitude do mundo, localizado ao longo da cordilheira dos Andes chilenos para evitar ter que olhar através do ar úmido. O próprio telescópio foi construído pela Empire Dynamic Systems em Port Coquitlam, e levado de Vancouver ao Chile de barco.
Ele é ajustado para funcionar em comprimentos de onda próximos a alguns milímetros, onde a coisa mais brilhante no céu é um brilho térmico que sobra do plasma que preencheu o universo primitivo. ACT gasta todo o seu tempo examinando para frente e para trás, fazendo os mapas mais sensíveis que puder da estrutura cósmica. A novidade neste lançamento de dados é que nossas medições de polarização são muito precisas. O brilho do céu nos fala sobre a estrutura do universo primitivo. A polarização nos fala sobre o movimento. Juntos, os dados nos fornecem uma imagem muito detalhada da dinâmica.
O que essas novas descobertas nos dizem sobre a idade do universo? E por que isso é significativo?
A importância desses resultados, para mim, é que mesmo com dados aprimorados e melhor compreensão, nosso modelo de universo está se sustentando muito bem. A idade não é realmente o grande problema aqui. Costumávamos pensar que o universo tinha cerca de 13,77 bilhões de anos, mais ou menos 40 milhões de anos. Agora acreditamos que tem 13,79 bilhões de anos, mais ou menos 21 milhões de anos.
O Telescópio de Cosmologia Atacama mede a luz mais antiga do universo, conhecido como fundo de micro-ondas cósmico. Usando essas medidas, os cientistas podem calcular a idade do universo. Crédito:Debra Kellner
Talvez 21 milhões de anos soe como uma grande incerteza, mas como uma fração, isso é muito preciso. Imagine um médico examinando um paciente de 50 anos e de sua condição atual, não a história deles, estimando sua idade com uma precisão de 25 dias!
Podemos ser tão precisos porque os dados são excelentes, o modelo se encaixa muito bem, e o modelo é simples. Dados os dados, nós entendemos o sistema, e não há muitas opções de como o universo envelheceu. O que é incrível é como somos autoconscientes, e o que isso nos diz sobre nossas vidas, podemos saber que o universo teve um começo, e saber sua idade com um alto grau de precisão.
Essas descobertas levantam novas questões sobre nosso universo e suas origens?
Sim e não. A história principal é que esses dados adicionam um pouco de precisão às nossas medições, e mesmo assim o modelo mais simples de nosso universo continua em muito bom estado. Esta tem sido uma história extraordinária ao longo dos anos, com os dados melhorando a precisão por um fator de 100, 000 e os mesmos modelos ainda servem.
Mas esses dados aumentam um pouco a tensão que existe no conjunto geral de dados cosmológicos. Quando inferimos a constante de Hubble - a taxa de expansão atual do universo - a partir da radiação cósmica de fundo (CMB) e outras medições em escala muito grande, obtemos um valor diferente do que é medido localmente pelo que é chamado de escada de distância. Se esta diferença for real, é um desafio aos modelos cosmológicos.
O que vem por aí para o ACT?
Nossas observações continuam. Nosso próximo grande objetivo é procurar um pequeno padrão de polarização que viole a paridade. Se o virmos, é uma pista sobre a radiação gravitacional gerada nos primeiros instantes do nascimento do universo. Muitos experimentos, não apenas ACT, estão procurando por este sinal.
