Qual era a temperatura do universo primitivo? A resposta está na água cósmica

A temperatura do universo apenas 880 milhões de anos após o Big Bang foi revelada, graças à observação da sombra projetada de nuvem de gás de água fria, localizada a cerca de 13,8 bilhões de anos-luz da Terra. O estudo foi realizado com uma técnica inovadora de observação e medições de temperatura da radiação cósmica de fundo.

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Essa descoberta, publicada na revista Nature, reforça a hipótese de resfriamento do universo — após o Big Bang quente, ele teria a tendência de esfriar rapidamente. Também pode ter implicações diretas para a natureza da misteriosa energia escura.

Para o estudo, os astrônomos observaram a galáxia HFLS3, uma galáxia starburst, isto é, cuja produção de estrelas atinge taxas incomuns, gastando seu gás mais rápido que o previsto. Como ela está localizada tão longe, sua luz demora mais de 13 bilhões de anos para chegar até nós.

Isso significa que os astrônomos estão olhando para a HFLS3 como ela era 880 milhões de anos após o Big Bang. Entretanto, há uma grande nuvem de vapor de água entre nós e a galáxia, mais fria que a radiação cósmica de fundo em micro- ondas (CMB, da sigla em inglês).

A CMB é uma luz muito antiga, tão antiga que “viveu” durante boa parte de toda a história da expansão do universo. Durante esse tempo, as ondas eletromagnéticas dessa luz esticou (por causa da expansão) até se tornarem micro-ondas. A CMB é uma importância ferramenta para os astrônomos, e foi usada agora para calcular a temperatura do cosmos.

De acordo com o novo estudo, a diferença de temperatura entre o gás mais frio e a CMB cria linhas de absorção no espectro eletromagnético capturado pelos instrumentos científicos. Essas linhas revelam a temperatura da CMB, calculada pela equipe da pesquisa entre -256,8 a -243 °C.

Essa temperatura refere-se ao período de tempo representado por HFLS3, ou seja, quando o universo tinha 880 milhões de anos. Isso se encaixa nas previsões anteriores de um modelo cosmológico que previa medições aproximadas a estas.

Os astrofísicos não sabem o que causa a expansão do universo, mas atribuem isso a algo chamado energia escura, algum cujas propriedades ainda são desconhecidas. Isso a torna uma das principais forças por trás da evolução da expansão cósmica e do resfriamento do universo. Com base no novo estudo, as propriedades da energia escura permanecem consistentes com as da constante cosmológica de Einstein.

Agora, a equipe está se preparando para procurar outras nuvens de água para mapear o resfriamento do universo após nos primeiros 1,5 bilhão de anos da história cósmica. “Com as melhorias esperadas na precisão dos estudos de amostras maiores de nuvens de água”, disse Roberto Neri, coautor da pesquisa, “resta saber se nossa compreensão básica atual da expansão do Universo se mantém”.

Fonte: The University of Cologne; via: ScienceAlert