As Teorias Rivais


Nos anos cinquenta havia duas teorias para a origem do universo. A primeira, chamada teoria do estado estacionário, defendida por Hermann Bondi, Thomas Gold e Fred Hoyle, propunha que o universo é sempre o mesmo em todos os tempos, bem como em todos os pontos do espaço. Para isto ser possível, haveria criação contínua de matéria.

Uma teoria rival, mais controversa, tentava incorporar a expansão do universo em seus pressupostos, depois que Edwin Hubble tinha mostrado em 1929 que as galáxias estão se afastando umas das outras a velocidades espantosas.

O conflito entre as duas teorias foi resolvido por dois físicos americanos da Bell Telephone Laboratories, em Nova Jersey, Arno Penzias e Robert Wilson em 1965. Eles estavam testando um ultra-sensível detector de microondas, quando descobriram que o aparelho estava registrando mais ruído do que seria de se esperar. O ruído extra não apresentava variações, mesmo que o detector fosse apontado para o horizonte ou para o meio do céu: portanto, deveria vir de fora da atmosfera. Era também o mesmo de dia ou à noite e durante todo o ano, ainda que a Terra estivesse em rotação sobre seu eixo e percorrendo sua órbita em torno do Sol. Isto demonstrava que a radiação deveria vir de fora do sistema solar e, mais ainda, de fora da Galáxia.

Quase ao mesmo tempo, dois físicos americanos da Universidade de Princeton, Bob Dicke e Jim Peebles trabalhavam numa sugestão de George Gamow de que a separação entre as galáxias deve ter sido muito menor no passado e o universo primordial infinitamente denso e quente. Em 1948 Gamow, Ralph Alpher e Robert Herman realizaram o feito de mostrar que, devido à expansão contínua do universo, esta radiação primordial estaria nos atingindo agora na faixa de onda de microondas com uma temperatura de aproximadamente 5 K. Dicke e Peebles estavam se preparando para procurar esta radiação, quando Penzias e Wilson ouviram falar de seu trabalho e se deram conta de que já a tinham descoberto. Por isso Penzias e Wilson ganharam o Prêmio Nobel de Física de 1978.

A radiação cósmica de fundo de microondas nos dá a visão mais remota do universo primordial, já que, além deste limite, o meio era opaco à radiação. Ela é um espectro térmico de radiação de corpo negro com uma frequência de pico de 160,4 GHz, o que corresponde a um comprimento de onda de 1,9 mm.

 Ela originou-se na superfície de último espalhamento (Z = 1070 e dH = 252 Kpc ), há aproximadamente 230.000 anos depois do Big Bang, quando o universo se tornou transparente à radiação eletromagnética. Naquela época, a radiação deveria corresponder a uma temperatura da ordem de 4.400 K, mas, à medida que o universo se expandiu, ela foi caindo até os 2,725 K dos dias de hoje.

No entanto, somente durante a década de 1970 foi estabelecido o consenso de que a radiação de fundo é um resquício do Big Bang. Isto ocorreu principalmente porque novas medidas em uma gama de frequências mostraram que o espectro é, de fato, um espectro térmico de corpo negro, um resultado que o modelo de estado estacionário foi incapaz de refutar.

Harrison e Zel’dovich deram-se conta que o universo primordial deveria ter flutuações de temperatura da ordem de 10-5. e que estas anisotropias é que teriam criado condições para o surgimento das primeiras galáxias. Elas foram detectadas pela primeira vez pelo satélite COBE. A posição do primeiro pico acústico no espectro de potência da radiação de fundo confirma o modelo de universo plano e é consistente com o modelo estrutural inflacionário. O segundo e terceiro picos acústicos foram depois detectados pelo WMAP.

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FONTE: ©UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS – UFMG

Créditos:  ©Domingos S.L. Soares

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