Objetos Bizarros

Buracos Negros, matéria escura, quasares, pulsares e blazares: o universo tem muito mais elementos do que imaginamos e vários só foram descobertos recentemente.

Imagine que fosse inventado um aspirador de pó capaz de engolir tudo ao seu redor – tudo mesmo, da poeira do carpete até o próprio carpete, dos pelos do gato, em seguida, a sala inteira, depois a casa, e assim por diante indefinidamente. Esse eletrodoméstico, claro, não passa de uma ideia absurda. O fato, porém, é que algo tão bizarro quanto o superaspirador pode existir em determinadas regiões do universo. É o que os cientistas chamam de buraco negro. Esse objeto previsto pela astronomia seria uma espécie de ralo cósmico, do qual nem mesmo a luz é capaz de escapar. O buraco negro é, na verdade, um corpo estelar extremamente denso, cujo campo gravitacional é tão poderoso que nada próximo a ele pode fugir à sua força de atração.

Teoria dos buracos negros

         A teoria que supõe a existência de buracos negros surgiu no início do século XX, mas o termo já havia sido empregado em 1783 pelo astrônomo inglês John Michell (1724 – 1793). Indícios mais fortes de sua existência surgiram a partir da década de 1970, com o aperfeiçoamento dos instrumentos de pesquisa e observação. Em 1994, com o auxílio do telescópio espacial Hubble, os astrônomos detectaram um composto de material gasoso na galáxia M87. A velocidade de rotação dos gases indicava a presença de um objeto cuja massa era 2,5 bilhões a 3,5 bilhões de vezes maior do que a do Sol -  o que sugeria a existência de um buraco negro.

Atualmente, acredita-se que as grandes galáxias - até mesmo a Via Láctea - possam ter buracos negros. Alguns deles teriam se formado durante o curso da evolução estelar, provavelmente a partir de gigantescas nuvens de gás. Outros teriam nascido depois da formação das galáxias, como resultado do colapso de estrelas.

Atração fatal

Buraco Negro absorvendo uma estrela
com sua gigantesca gravidade

Não é possível enxergar um buraco negro. Como esse objeto atrai tudo o que passa próximo dele, nem a luz consegue escapar de sua impressionante força de atração. Assim, a única forma de detectar sua presença é pela observação do movimento de estrelas vizinhas. Como a gravidade do buraco negro é muito poderosa, os gases de estrelas próximas são sugados. Esses gases, então, formam uma longa espiral, que ganha velocidade a medida que se aproxima do centro do buraco  - é o chamada disco de acreção.

Em zonas muito próximas ao buraco negro ocorre emissão de raios X. A fricção gerada aquece o gás até o ponto de brilhar com intensidade. Como o disco de acreção alimenta-se de gases girando a velocidades muito altas, brilha intensamente na região mais próxima do núcleo. As régios mais quentes podem atingir 100 milhões de graus centígrados. Em sua borda, o disco é frio e escuro. Nessas zonas há emissão de raios X. Um buraco negro pode ter a mesma massa de milhões ou milhares de milhões de sóis.

O horizonte de eventos marca o limite do buraco negro. Um objeto que atravesse o horizonte de eventos seguirá uma trajetória espiral em direção ao poço gravitacional. Alguns cientistas acreditam na existência dos buracos de minhoca (wormholes, em inglês), que seriam ‘’túneis’’ pelos quais se poderia viajar pelo universo. Aproveitando a curvatura do espaço, seria possível, em tese, viajar a outros pontos do cosmos.

Quasares

Todo quasar apresenta um  buraco  
negro super massivo em seu centro

         Os quasares estão entre os mais brilhantes objetos do universo. Descobertos em 1961, eles parecem, à primeira vista, estrelas azuladas, tão intensa é a sua luz – alguns podem brilhar até 1 trilhão de vezes mais do que o Sol. A sua incrível luminosidade decorre do fato de serem grandes fontes de rádio. Por isso, a descoberta foi batizada de ‘’quase Stellar Radio Sources’’, que, depois, deu origem à palavra quasar. Ainda não há consenso sobre o que seria um quasar. Uma suposição é de que ele seria composto de galáxias com buracos negros muito ativos em seu centro. Este atrairia as estrelas e os gases próximos, emitindo intensa radiação como resultado desse processo.

Pulsares e Blazares

Reprodução de um Pulsar

Há outros objetos no espaço que emitem ondas de rádio. Um deles, o pulsar, emite pulsos regulares dessas ondas, além de radiação e raios X. A descoberta foi feita por Jocelyn Bell, uma estudante de doutorado inglesa que, em 1967, observou uma estrela que pulsava exatamente a cada 1,3 segundo. A regularidade dos pulsos fez com que a astrônoma pensasse que podiam ser sinais de vida extraterrestre. Na verdade, o pulsar seria uma pequena estrela -  com menos de 20 quilômetros de diâmetro – formada por nêutrons e que gira de forma regular, e com gigantesca velocidade, em torno de seu próprio eixo.

Os blazares, conhecidos como objetos BL Lancertae -  nome do cientista que o identificou, em 1929, o primeiro deles - , também são fontes de rádio. Além disso eles apresentam outras características: variam em curtos períodos de tempo, têm luz polarizada e espectro sem linhas de emissão ou absorção. Acredita-se que, como os quasares, os blazares obtenham sua energia de gás sugado de um buraco negro central, que libera grandes cargas de radiação.

Matéria escura

            A partir da década de 1930, com a observação mais apurada das galáxias, um outro mistério começou a instigar o universo da astronomia: depois de contabilizar todas as estrelas e galáxias conhecidas, os astrônomos perceberam que a somatória delas não chegava a 5% da massa total que deviria existir no cosmos. Isso porque há fenômenos, como a rotação das galáxias, que existem muito mais gravidade do que realmente existe. Essa matéria que faltaria para cobrir os ‘’vazios’’ do universo -  e que ainda não foi identificada – seria a chamada matéria escura.

Atualmente, parte dos cientistas acredita que a matéria escura seria composta por partículas infinitamente pequenas denominadas neutralinos, que teriam altos índices de concentração de massa. Os neutralinos seriam a resposta para preencher a massa total do universo. Outro grupo de cientistas, porém, sustenta que a matéria escura não existe e que fenômenos ainda não compreendidos poderiam ser explicados pela própria ação da força gravitacional. 

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Fonte: Atlas do Universo

A Explosão Primordial

          De onde viemos? A pergunta sempre intrigou os cientistas e até hoje não tem resposta definitiva. Existe, inclusive, um ramo específico da astronomia, a cosmologia, que se dedica ao estudo da origem e evolução do universo. A cosmologia ganhou impulso principalmente a partir da década de 1920, quando novas descobertas mostraram indícios de que a chave do mistério do universo poderia ser uma explosão primordial, há certa de 15 bilhões de anos, conhecida como Big Bang.

         A primeira pista foi desvendada pelo cientista norte-americano Edwin Powell Hubble (1889-1953). Nos anos de 1920, o astrônomo percebeu que o universo estava em expansão – ou seja, as galáxias estão se afastando umas das outras.

         Como ele chegou a essa conclusão? Hubble observou com um potente telescópio e notou que o espectro de luz emitido por elas tendia ao vermelho – um sinal de que todas estavam se distanciando. A medição usada por Hubble foi baseada no efeito Dopple, pelo qual os componentes de luz enviados por objetos luminosos se deslocam para o vermelho quando se afastam e tendem ao azul quando se aproximam.

         Dessa forma, Hubble não somente constatou que as galáxias não moviam aleatoriamente, mas descobriu que seguiam uma tendência de afastamento. Com isso, percebeu que o universo provavelmente seria bem maior do que supunha até então e que seu movimento de expansão é constante. Hoje sabemos que isso ocorre a uma velocidade aproximadamente 50km/s.

Ovo cósmico

         A descoberta de Hubble foi fundamental para que o belga Georges Edward Lemaître (1894-1966) fosse adiante na explicação da origem do universo. Lemaître concluiu que no tempo zero havia uma massa minúscula, chamada por ele de ovo cósmico – ou superátomo – que se contraia e se expandia a um efeito gravitacional, como já havia comprovado Hubble. Esse movimento fez com que sua temperatura interna aumentasse muito. Quando atingiu uma temperatura elevadíssima, o ovo explodiu criando tudo o que existe hoje, como as estrelas e os plantas, dando também origem ao espaço e ao tempo.

         Para explicar o acumulo de energia que explodiu repentinamente o russo George Gamow cunhou o fenômeno com a expressão Big Bang – criado em 1915 pelo cosmólogo inglês Fred Hoyll. Assim, a teoria sustenta a ideia de algo infinitamente pequeno, denso e quente, comprimido em um tamanho menor do que um núcleo de um átomo. Em um lapso de tempo (menos que um milésimo de se segundo), o universo cresceu exponencialmente.

         Em 1964, mais uma descoberta foi acrescentada as provas da teoria do Big Bang. Arno Penzias e Robert Wilson constataram que no espaço a uma radiação cósmica originária do tempo em que houve a explosão primordial – é a maior evidência para a comprovação da teoria, também chamada de “Modelo Padrão”, por ser aceita pela comunidade científica internacional.

Idade do universo

Estudos mais recentes estimam que o universo tem
13,7 bilhoes de anos

         E como podemos mensurar a idade do universo? Se as galáxias estão se afastando é porque, em algum momento no passado, todos os elementos estavam juntos. Hubble calculou a velocidade e a distância entre várias galáxias e chegou a conclusão de que o universo teria aproximadamente 2 bilhões. Era uma estimativa insustentável, afinal, já se sabia que a Terra tinha mais que o dobro dessa idade e, portanto, o universo não poderia ser mais novo do que ela.

         Atualmente, vários métodos são usados para estimar a idade do universo. Um deles é calcular a idade de estrelas mais velhas de aglomerados estelares, que são formados por milhares de estrelas atraídas entre si pela ação da gravidade. Uma estrela evolui com a queima de hidrogênio e, analisando os estágios dessa evolução, pode-se calcular sua idade aproximada. Si conferirmos ao universo a mesma idade dessas estrelas anciãs, é possível chegar a números que variam entre 10 e 20 bilhões de anos. O número mais aceito entre os cientistas é 15 bilhões de anos. De qualquer modo, independentemente da determinação do instante da explosão inicial e da idade exata do universo, a teoria do Big Bang é, até agora, a mais viável para explicar seu nascimento.

Um fim distante

         Para onde vamos? Essa é, talvez, a segunda pergunta que mais intriga os astrônomos. A ciência tem especulado se o universo pode chegar ao fim. A resposta é sim. Se não continuar a se expandir suficientemente rápido, como acontece desde o Big Bang, o material que forma o cosmos acabará por estacionar-se. Isso poderá provocar uma contração, decorrente da ação da força gravitacional, e o universo voltará a um ponto central, ocasionando um colapso chamado pelo pelos cientistas de Big Crunch – ou grande esmagamento.

No fim tudo pode retroceder a um ponto primordial - Big Crunch

         Foi em 1992 que estudiosos da Universidade da Califórnia, em Berkeley, nos EUA, descobriram que 90% da matéria encontrada no universo é formada por vastos tufos de gás. Esses elementos, mais o resto das estrelas extintas, podem criar um campo gravitacional bastante forte para que o material do universo, desprendido no Big Bang, volte a se juntar. Para que isso ocorra, no entanto, as galáxias devem parar de se afastar e começar a se aproximar. Como o cosmo continua sua expansão, e de maneira acelerada, o fim, dessa maneira parece estar muito distante e improvável.

Os três prováveis fins - Big Crunch, Big Freeze e Big Rip

          Porém há outra teoria, onde o universo tornar-se-ia demasiado frio para poder abrigar a vida devido à contínua expansão. Nesta teoria, denominada Big Freeze, o universo se expandiria a tal ponto que até mesmo as estrelas de uma galáxia ficariam muito distantes uma das outras, e com suas mortes, o universo passaria ser um lugar frio e sem vida.

Paralelo ao Big Freeze há uma teoria mais recente, cujo afastamento da matéria chegaria ao nível molecular. A chave desta hipótese é a quantidade de energia escura no Universo. Se o Universo contém suficiente energia escura, poderia terminar tendendo a uma desagregação de toda a matéria. Tal teoria é chamada de Big Rip – ou grande ruptura.

Resumindo:

O vídeo explica em detalhes a origem do universo e sua evolução, segundo a teoria do Big Bang.

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Série: O Universo com suas estrelas, galáxias ...

Fontes: Atlas do Universo e Universe Today

Maior Aglomerado de Galáxias é Descoberto por Astrônomos!

Mar de estrelas

Astrônomos descobriram o maior aglomerado de galáxias já observado, situado a sete bilhões de anos-luz da Terra.

Um verdadeiro mar de estrelas, o aglomerado foi batizado de El Gordo.

El Gordo é na verdade composto por dois sub-aglomerados separados em processo de colisão - os dois viajam a uma velocidade de vários milhões de quilômetros por hora.

"Este aglomerado tem mais massa, é mais quente e emite mais raios-X do que qualquer outro aglomerado encontrado a esta distância ou a distâncias ainda maiores," disse Felipe Menanteau, da Universidade Rutgers (EUA) que liderou este estudo.

"Dedicamos muito do nosso tempo de observação ao El Gordo e estou contente por termos conseguido descobrir este espantoso aglomerado em colisão."

Superaglomerado El Gordo

Matéria e energia escuras

Os aglomerados de galáxias são os maiores objetos mantidos pela força da gravidade que existem no Universo.

O processo da sua formação, a partir de grupos de galáxias menores que se fundem, depende muito da quantidade de matéria escura e energia escura do Universo no momento.

Por isso mesmo, o estudo dos aglomerados ajuda a compreender melhor estas misteriosas componentes do cosmos.

"Aglomerados de galáxias gigantescos como este são exatamente o que estávamos à procura," disse o membro da equipe Jack Hughes, também da Universidade Rutgers. "Queremos ver se conseguimos compreender como se formam estes objetos tão extremos, utilizando os melhores modelos cosmológicos disponíveis hoje em dia."

Radiação cósmica de fundo de micro-ondas

Radiação cósmica de fundo

 A equipe, liderada por astrônomos chilenos e da Universidade Rutgers, descobriu o El Gordo ao detectar uma distorção da radiação cósmica de fundo de micro-ondas.

Este brilho tênue é o resto da primeira radiação vinda do Big Bang, a origem do Universo, muito densa e extremamente quente, há cerca de 13,7 bilhões de anos.

Esta radiação que resta do Big Bang interage com os elétrons do gás quente dos aglomerados de galáxias, distorcendo a aparência do brilho de fundo de micro-ondas visto a partir da Terra.

É o chamado efeito Sunyaev-Zel'dovich (SZ), nome que vem dos astrônomos russos Rashid Sunyaev e Yakov Zel'dovich, que o previram no final dos anos 1960. Quanto maior e mais denso for o aglomerado, maior será este efeito.

Compatível com o Big Bang

O Very Large Telescope do ESO foi utilizado pela equipe para medir as velocidades das galáxias nesta enorme colisão de aglomerados e também para medir a sua distância à Terra. Adicionalmente, o Observatório de raios-X Chandra, da NASA, foi utilizado para estudar o gás quente no aglomerado.

Embora o tamanho e distância do aglomerado El Gordo sejam bastante incomuns, os autores dizem que os novos resultados são, ainda assim, consistentes com a atual ideia de um Universo que começou com o Big Bang e que é essencialmente constituído por matéria escura e energia escura.

O El Gordo formou-se, muito provavelmente, de forma semelhante ao aglomerado Bala, o espetacular aglomerado de galáxias em interação que se encontra a quase quatro bilhões de anos-luz mais próximo da Terra.

Em ambos os aglomerados, há indícios de que a matéria normal, constituída principalmente por gás quente brilhando em raios-X, foi arrancada da matéria escura. O gás quente é desacelerado pela colisão, o mesmo não acontecendo à matéria escura.

"Esta é a primeira vez que encontramos um aglomerado como o aglomerado Bala a uma distância tão grande, " disse Cristóbal Sifón, estudante da Pontifícia Universidade Católica de Chile (PUC) em Santiago. "É como diz o velho provérbio: Se queres perceber para onde vais, tens primeiro de saber donde vieste."

Fonte: Inovação Tecnológica

Astrônomos fazem maior mapa de matéria escura do universo

Astrônomos internacionais anunciaram, nesta segunda-feira (9), a criação do maior mapa da matéria escura feito até o momento no universo, usando dados de telescópios potentes que escanearam 10 milhões de galáxias. Acredita-se que a misteriosa substância represente aproximadamente um quarto do universo, mas sua natureza é um enigma, pois só pode ser detectada de forma indireta através da atração gravitacional que exerce sobre a matéria visível.

Matéria Escura

Para fazer o novo mapa, os astrônomos estudaram como a luz emitida pelas galáxias se distorce ao passar por grandes grupos de matéria escura em seu trajeto para a Terra. O resultado é uma "intrincada rede cósmica de matéria escura e galáxias que se estende por mais de um bilhão de anos-luz", informaram os astrônomos da Universidade da Columbia Britânica (UBC), no Canadá, e da Universidade de Edimburgo, na Escócia.

"É fascinante poder 'ver' a matéria escura usando a distorção espaço-tempo", disse Ludovic Van Waerbeke, da UBC, que trabalhou no projeto, conhecido como o Estudo da Lente Telescópio Canadá-França-Havaí (CFHTLenS, na sigla em inglês)."Isto nos dá um acesso privilegiado a esta misteriosa massa no universo que não pode ser observada de outra forma", acrescentou.

Sua aparência é a de "uma rede de gigantesca densidade (branca) e regiões vazias (escuras), onde as áreas brancas maiores são do tamanho de várias luas terrestres no céu", destacou o estudo, apresentado na reunião anual da American Astronomical Society em Austin, Texas, sul dos Estados Unidos.

Mapa criado pelos astrônomos

Os dados são resultantes de cinco anos de imagens captadas pela câmera instalada em um poderoso telescópio no Havaí. O mapa inclui galáxias que, no geral, estavam a 6 bilhões de anos-luz de distância, e capta luz emitida quando o universo tinha 6 bilhões de anos (aproximadamente a metade de sua idade atual).

As tentativas anteriores de fazer um mapa da matéria escura dependeram, em grande medida, das simulações por computador. Os astrônomos envolvidos no projeto disseram que nos próximos três anos esperam elaborar um mapa com área 10 vezes maior à realizada atualmente.

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Fonte: IG

Receita para fazer um Universo

Além de seis tripulantes, o ônibus espacial Endeavour decolou para sua missão final levando ao espaço uma máquina de detecção científica que custou cerca de dois bilhões de dólares, financiado por 16 nações da distribuídas pela Europa, Ásia e América do Norte ,  o equipamento é o Espectrômetro Magnético-Alfa (AMS, na sigla em inglês). Trata-se de uma sonda de seis toneladas, que será acoplada à Estação Espacial Internacional (ISS) e fará medições de partículas que bombardeiam a Terra, também conhecidas como raios cósmicos. Essas partículas, originadas por diferentes fontes no universo, deixam rastros únicos, que podem dizer aos cientistas do que o universo é realmente feito.

Os especialistas ainda não sabem exatamente do que são feitos todos os componentes fundamentais do cosmo. Sabe-se, por exemplo, que o universo possui três ingredientes principais. O primeiro deles é uma velha conhecida do homem: a matéria visível. São partículas que formam os tijolos fundamentais dos átomos, planetas e estrelas. Tão massivos são os corpos celestes e tão onipresentes são os átomos que seria natural assumir que a maior parte do universo é composta por matéria visível, certo? Mas não. Apenas 5% dele é matéria visível. O restante é ocupado pelos outros dois ingredientes — a matéria escura e a energia escura. São manifestações exóticas da natureza e quase nada conhecidas pelo homem. A audaciosa tarefa do AMS será ajudar os cientistas a entender do que são feitos esses 95% do universo.

Fórmula do universo:                  

Para entender os outros dois ingredientes que formam o cosmo será preciso levar em consideração um fato inusitado. Quando os cientistas observam a forma com que estrelas e as galáxias se movem, há algo inusitado: apesar de a física afirma que as estrelas, planetas e corpos de uma galáxia deveriam se movimentar mais lentamente à medida em que se afastam do centro dela, isso não acontece na prática, no caso das galáxias. No Sistema Solar, por exemplo, Mercúrio, que está próximo do Sol, movimenta-se em torno do astro com velocidade 60% mais rápida do que a da Terra. Marte segue mais lento que o nosso planeta e Júpiter ainda mais. E assim por diante, até Plutão e Eris, que praticamente se arrastam em volta do Sol.

As diferentes velocidades esperadas pelos físicos podem ser entendias quando observamos um furacão, explica o físico Marcelo Gleiser, autor do livro Criação Imperfeita (Editora Record, 368 páginas, 49,90 reais). Se medirmos a velocidade das moléculas próximas ao olho do fenômeno, elas se movem rapidamente. À medida em que se afastam do centro, as partículas perdem força e ficam mais lentas, até o furacão desaparecer completamente. “Assim deveria funcionar com as galáxias”, afirma Gleiser. Contudo, as observações cósmicas mostram que os corpos nas periferias das galáxias movimentam-se com velocidades comparáveis às daqueles que estão mais ao centro.

Matéria escura:

Portanto, para que as equações da física façam sentido, é preciso que exista alguma força empurrando o amontoado de poeira, gás, estrelas e planetas da periferia das galáxias em velocidades semelhantes a de corpos que estão mais próximos do núcleo. Essa força adicional compensaria a previsão física de que quanto mais longe do centro de uma galáxia, mais lento é o movimento dos corpos. Essa força adicional, dizem os físicos, é a gravidade de uma manifestação da natureza que possui massa, mas não emite qualquer tipo de luz — ou radiação — que o homem consiga medir diretamente.

Como não é possível enxergá-lo, os cientistas deram o nome de "matéria escura" a esse que seria o segundo ingrediente mais abundante no universo. Estima-se que 23% de tudo seja formado pela matéria escura. “Os pesquisadores têm certeza de que ela existe, pois ela exerce força sobre os corpos, influencia inclusive a luz”, esclarece Gleiser. Apesar de não detectá-la diretamente, é possível perceber os efeitos que a matéria escura causa no movimento das galáxias.

Energia escura:

O mais abundante dos ingredientes do universo, porém, é a ainda mais misteriosa energia escura. Gleiser explica que os modelos físicos provaram que o universo está em expansão, de acordo com a teoria do Big Bang — a grande explosão primordial que deu início a tudo. “Só que, em 1998, descobriu-se que essa expansão estava acontecendo mais rapidamente do que as equações previam”, diz. Para que a conta fechasse, os cientistas calcularam o quanto de força seria preciso para provocar o excedente na velocidade de expansão das galáxias. A essa força deu-se o nome de energia escura – que corresponde a 72% do universo.

Saber que essas forças estranhas existem não é suficiente. “É necessário saber do que elas são feitas e como elas podem ajudar o homem a entender o universo, melhorar os modelos físicos e desenvolver melhores tecnologias”, pondera Gleiser. É aí que entra o AMS, o caro experimento de dois bilhões de dólares.

+ Sobre: Matéria e Energia Escura 

Futuro:

A análise dos raios cósmicos que a sonda fará será inédita. Como a maioria das partículas dos raios cósmicos é repelida pela atmosfera, torna-se difícil o estudo deles a partir da superfície da Terra sem qualquer tipo de interferência. O AMS vai capturar partículas usando um poderosíssimo imã, o mais potente já colocado no espaço. Detectores ultraprecisos vão identificar essas partículas e medir a massa, carga e energia de cada uma delas. Como cada partícula deixa um rastro único, os cientistas esperam encontrar aquelas que explicam de alguma forma a natureza da matéria e energia escuras.

O investimento colossal em um único experimento científico mostra que a comunidade internacional está disposta a gastar muito dinheiro para responder questões fundamentais. O projeto ainda dá uma sobrevida à Estação Espacial Internacional, criticada por não ter uma serventia substancial no avanço da ciência além de experimentos em microgravidade. Os cientistas ainda terão muito que fazer até que o AMS esteja em pleno funcionamento. Será preciso instalá-lo no enorme complexo espacial que flutua a 400 quilômetros da superfície da Terra e depois realizar uma série de testes para comprovar seu funcionamento. Não tem problema. O universo nos espera — desde sua criação, há bilhões de anos — e sempre vai esperar, pacientemente, para ser explorado.

+Curiosidades do  Cosmos

Fonte: Nasa

De que é feito 96 por cento do universo?

Todas as estrelas, planetas e galáxias que podem ser vistos hoje representam apenas Quatro por cento do universo. Os outros 96 por cento é feito de um material que os astrônomos não podem ver detectar ou mesmo compreender.

Estas misteriosas substâncias são chamadas de energia escura e matéria escura. Astrônomos confirmam sua existência com base em sua influência gravitacional sobre o que pode ser visto em pequenos pedaços do universo, mas a matéria escura e a energia continuam a iludir todos quanto a sua detecção.

matéria escura

Alguns dos primeiros astrônomos tiveram pressentimentos de que poderia haver mais massa no Universo do que aquelas que podemos ver isto ocorreu entre 1960 e 1970. Vera Rubin, uma jovem astrônoma do Departamento de Magnetismo Terrestre da Instituição Carnegie de Washington, observou as velocidades das estrelas em várias posições nas galáxias, e o resultado foi surpreendente.

A física newtoniana de forma simples previu que as estrelas na periferia de uma galáxia deveriam orbitar suas galáxias mais lentamente do que as estrelas no centro. No entanto, as observações de Rubin não encontraram nenhuma diminuição nas velocidades das estrelas em nenhuma galáxia. Em vez disso, ela descobriu que todas as estrelas em uma galáxia parecem fazer um círculo com o centro em aproximadamente a mesma velocidade.

"Isso significa que as galáxias deveriam estar explodindo, e serem completamente instáveis", disse Panek. "Alguma coisa está faltando aqui."

Mas as pesquisas por outros astrônomos confirmaram a descoberta ímpar. Em última instância, com base em observações e modelos de computador, os cientistas concluíram que deve haver muito mais matéria do que as galáxias que podemos ver contêm o que agora é óbvio para nós. Se as estrelas e gás que podemos ver dentro de galáxias são apenas uma pequena parte da sua massa total, então as velocidades que elas mantém realmente começa a fazer sentido. Pelo fato de não poder ser vista os astrônomos apelidaram essa massa invisível de matéria escura.

Onde ela está?

No entanto, nos quase 40 anos que se seguiram, os investigadores ainda não conseguiram descobrir do que a matéria escura é feita.

Uma hipótese popular é que a matéria escura é formada por partículas exóticas que não interagem com a matéria normal, ou mesmo a luz, e por isso são invisíveis. No entanto, sua massa exerce uma força gravitacional, assim como a matéria normal,razão do porque eles afetam as velocidades das estrelas e provocam outros fenômenos no universo.

No entanto, mesmo trabalhando arduamente, os cientistas ainda não conseguiram detectar qualquer uma dessas partículas, mesmo com os testes concebidos especificamente para atingir suas propriedades previstas.

"Eu acho que no lado da matéria escura existe algum desânimo entre as pessoas que são uma espécie de meio de carreira", disse Panek. "Eles entraram neste campo e pensaram: 'OK, nós vamos resolver esse problema e então vamos desvendar mais mistérios a partir daí." Mas 15 ou 20 anos depois, eles estão dizendo, 'eu tenho investido minha carreira nisso e não sei se vou encontrar alguma coisa real até que ela termine", algo realmente frustrante para cientistas tão capacitados.

Ainda assim, muitos sustentam a esperança de que estamos chegando perto e que experimentos como o recém-construído acelerador de partículas Large Hadron Collider (LHC), em Genebra, pode finalmente resolver o enigma.

A energia escura

A energia escura é possivelmente algo ainda mais desconcertante do que a matéria escura. É uma descoberta relativamente mais recente, e é um que os cientistas têm ainda menos chance de ter um entendimento breve.

Tudo começou em meados dos anos 90, quando duas equipes de pesquisadores estavam tentando descobrir o quão rápido o Universo estava se expandindo, a fim de prever se as galáxias continuariam a espalhar-se para sempre, ou se elas acabariam por deformação ao voltar sobre si mesmas em um "Big Crunch".

Para fazer isso, os cientistas usaram truques especiais para determinar as distâncias de muitas estrelas que explodiram em supernovas em todo o universo. Eles mediram cerca de seis velocidades para determinar quão rápido elas foram se afastando de nós.

Quando vemos estrelas muito distantes, estamos vendo "uma hora mais cedo" na história do universo, porque a luz dessas estrelas percorreu milhões talvez bilhões de anos-luz para chegar até nós. Assim, olhando para as velocidades das estrelas em várias distâncias nos diz o quão rápido o universo estava em expansão em vários pontos em sua vida.

Os astrônomos previram duas possibilidades: ou o universo foi se expandindo em torno da mesma velocidade ao longo do tempo, ou que o universo pode ter diminuído a sua expansão à medida que envelhece.

Surpreendentemente, os pesquisadores não observaram nenhuma destas possibilidades. Em vez disso, o universo parece estar acelerando a sua expansão.

Esse fato não pode ser explicado com base no que nós sabíamos do universo naquele momento. Toda a gravidade de toda a massa do cosmos deveria ter puxando o universo de volta para dentro, assim como a gravidade puxa a bola de volta a Terra depois de ter sido atirado para o ar.

"Há alguma outra força lá fora, ou algo em uma escala cósmica que neutraliza a força da gravidade", explicou Panek. "As pessoas não acreditam nisto logo de cara porque resultado é estranho."

A competição feroz

Os cientistas chamam essa força misteriosa de energia escura. Embora ninguém tenha uma boa idéia do que é a energia escura, ou por que ela existe, é a força que parece contrariar a gravidade e faz o universo acelerar a sua expansão.

A falta de uma boa explicação para a energia escura não parece ter arrefecido o entusiasmo dos cientistas por ela.

"O que eu ouço varias vezes é a forma como as pessoas estão animadas para trabalhar nesta área agora, enquanto esta revolução está acontecendo", disse Panek. "Os problemas são tão grandes e profundos, eles estão realmente bastante emocionados com isso."

Em geral, acredita-se que a energia escura contribuir com 73% de toda a massa e energia no universo. Outros 23 por cento é a matéria escura, o que deixa apenas 4 por cento do universo composto de matéria normal, como estrelas, planetas e pessoas.

Esta bizarra, mas aparentemente verdadeira conclusão, foi alcançada aproximadamente ao mesmo tempo pelos dois grupos que trabalham medindo a expansão do universo. A competição entre os grupos tornou-se muito controversa, disse Panek, e eles cresceram e se odeiam bastante.

No final, porém, os membros de ambas as equipes devem colher as recompensas de encontrar uma das maiores surpresas da história da ciência.

"Eu acho que é uma espécie de energia que quando descoberta vai dar aos descobridores o Nobel", disse Panek. “Há certamente esse pressuposto que é apenas uma questão de anos’’”.

 Fonte: Astrofísicos

Nasa revela que energia escura é real

Uma pesquisa que durou cinco anos e cobriu 200.000 galáxias, levou a uma das melhores confirmações de que é mesmo a energia escura que está acelerando a expansão do Universo. 

O estudo, que representa um retorno de até sete bilhões de anos no tempo cósmico, usou dados da sonda espacial Galex (Galaxy Evolution Explorer: Exploração da Evolução das Galáxias) e do Telescópio Anglo-Australiano instalado na montanha Siding Spring, na Austrália.

Os resultados dão suporte para a principal interpretação sobre como funciona a energia escura - como uma força constante, afetando uniformemente o Universo e impulsionando sua expansão.

Por decorrência, os dados contradizem uma teoria alternativa, que propõe que seria a gravidade, e não a energia escura, a força que impulsionaria a expansão do Universo. De acordo com esta teoria alternativa, com a qual os novos resultados não são consistentes, o conceito de Albert Einstein da gravidade estaria errado, e gravidade tornar-se-ia repulsiva, ao invés de atrativa, quando atuando em grandes distâncias.

Lei da gravidade revisada pode dispensar matéria escura

"Os resultados nos dizem que a energia escura é uma constante cosmológica, como Einstein propôs. Se a gravidade fosse a responsável, então não estaríamos vendo esses efeitos constantes da energia escura ao longo do tempo," explica Chris Blake, da Universidade de Tecnologia Swinburne, na Austrália, e líder da pesquisa.

Energia escura

Acredita-se que a energia escura domine o nosso Universo, perfazendo cerca de 74 por cento dele. A matéria escura, uma substância não menos misteriosa, é responsável por 22 por cento. A chamada matéria normal, ou matéria bariônica - qualquer coisa que tenha átomos - representa apenas cerca de 4% do cosmos.

A idéia da energia escura foi proposta durante a última década, com base em estudos de estrelas distantes que explodiram, conhecidas como supernovas. As supernovas emitem uma luz constante e mensurável, o que as torna uma referência inigualável, que permite o cálculo de sua distância da Terra com grande precisão. As observações revelaram que algo - que veio a ser chamado de energia escura - estava fazendo aumentar a aceleração desses objetos celestes.

Energia escura versus gravidade

A energia escura disputa um cabo-de-guerra com a gravidade. A teoria atual propõe que, no início do Universo, a gravidade assumiu a liderança, dominando a energia escura. Cerca de 8 bilhões de anos após o Big Bang, com o espaço se ampliando e a matéria se diluindo, as atrações gravitacionais enfraqueceram e a energia escura tirou o atraso. Se isto estiver correto, daqui a bilhões de anos a energia escura será ainda mais dominante.

Os astrônomos prevêem que o nosso Universo será um verdadeiro deserto cósmico, com as galáxias se distanciando tanto umas das outras que quaisquer seres que viverem dentro delas não serão capazes de ver outras galáxias.

Era da energia escura

Esta é a primeira vez que astrônomos fazem essa checagem cobrindo todo o período de vida do Universo desde que ele foi dominado pela energia escura. A equipe começou montando o maior mapa tridimensional já feito das galáxias do Universo distante. Isto foi feito pelo Telescópio de ultravioleta GALEX, que mapeou cerca de três quartos do céu, observando centenas de milhões de galáxias.

O Telescópio Anglo-Australiano coletou informações detalhadas sobre a luz de cada galáxia, o que permitiu estudar o padrão de distância entre elas - ondas sônicas do Universo jovem deixaram marcas nos padrões de galáxias, fazendo com que pares de galáxias sejam separados por aproximadamente 500 milhões de anos-luz.

Essa "régua padrão" foi usada para determinar a distância entre os pares de galáxias e a Terra - quanto mais próximo um par de galáxias estiver de nós, mais distantes elas irão aparecer uma da outra no céu.

Tal como acontece com os estudos de supernovas, estes dados de distância foram combinados com informações sobre as velocidades nas quais os pares estão se afastando de nós, revelando, mais uma vez, que o tecido do espaço está se esticando cada vez mais rápido.                                                                                                         

Fonte: Astrofísicos