9 dos fatos mais alucinantes sobre o Universo

O Universo é surpreendente. Coloquemos desta forma: toda a sua matéria comum, todas as partículas que nos fazem e tudo que podemos ver constituem apenas 4% de sua matéria. Só descobrimos o principal componente de massa do Universo, o que o constitui 70% dele, em 1998. Nós o chamamos de energia escura – embora ninguém tenha a menor idéia do que seja exatamente.

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O universo ” , parafraseando o biólogo britânico JBS Haldane, “não é mais estranho do que imaginamos. É mais estranho do que podemos imaginar”. Para comemorar esse fato alegre, aqui estão 9 das mais surpreendentes descobertas espaciais dos últimos tempos.

As galáxias ativas geralmente emitem 100 vezes mais luz do que uma galáxia normal. Com a descoberta dos quasares em 1963, ficou claro que a luz não vem das estrelas, mas de uma região central menor do que o Sistema Solar.

A única fonte de energia concebível é a matéria aquecida até a incandescência conforme sua redemoinha em um buraco negro gigante com até 50 bilhões de vezes a massa do Sol.

Na década de 1990, o telescópio espacial Hubble da NASA descobriu que, embora as galáxias ativas representem apenas cerca de 1% das galáxias, os buracos negros supermassivos não são uma anomalia.

Quase todas as galáxias, incluindo o nosso leite Sim, contém um, mas sem um suprimento de comida, a maioria foi desligada.

O que os buracos negros supermassivos estão fazendo no coração das galáxias? Eram elas as sementes em torno das quais as galáxias congelaram? Ou galáxias recém-nascidas os geraram? Essas permanecem algumas das maiores questões não resolvidas na astrofísica.

O calor da bola de fogo do Big Bang foi reprimido no Universo. Não tinha para onde ir, por isso ainda está ao nosso redor hoje.

O estranho é que sua temperatura – 2.725 ° C acima do zero absoluto (-270 ° C), a temperatura mais baixa possível – é essencialmente a mesmo em todos os lugares.

No entanto, se imaginarmos a expansão cósmica correndo para trás, como um filme ao contrário, descobriremos que as partes do Universo que estão em lados opostos do céu hoje não estavam em contato quando a bola de fogo de a radiação se libertou da matéria.

Em outras palavras, desde o nascimento do Universo, não houve tempo suficiente para o calor viajar entre eles e a temperatura se igualar.

Os astrônomos corrigem isso mantendo que no início, o Universo era muito menor do que o esperado, então o calor circulava facilmente.

Para ir desse tamanho menor para o tamanho atual, o Universo teve que passar por uma explosão inicial de expansão super rápida, conhecida como inflação.

Há uma descoberta tão incrível que ainda não foi percebida pela maioria dos cientistas em atividade: tudo o que a ciência foi estudar estes últimos 350 anos é apenas um contaminante menor do Universo.

Apenas cerca de 4,9% da massa-energia do Universo são átomos: o tipo de coisa que você, eu, as estrelas e galáxias são feitos de (e, disso, apenas metade foi localizada com telescópios).

Cerca de 26,8% da massa-energia cósmica é matéria escura invisível, revelada porque puxa com sua gravidade sobre o material visível.

Os candidatos para o que compõe a matéria escura incluem partículas subatômicas até então desconhecidas e buracos negros feitos no Big Bang.

Mas, além da matéria escura, há energia escura, responsável por 68,3% de a massa-energia do Universo.

É invisível, preenche todo o espaço e está acelerando a expansão cósmica. E nossa melhor teoria – a teoria quântica – superestima sua densidade de energia por um fator de um seguido por 120 zeros!

O Universo não existiu desde sempre. Ele nasceu. 13,82 bilhões de anos atrás, toda a matéria, energia, espaço – e até mesmo o tempo – surgiram em uma bola de fogo titânica chamada Big Bang.

A bola de fogo começou a se expandir e, a partir dos escombros de resfriamento, eventualmente congelou o galáxias – grandes ilhas de estrelas, das quais nossa Via Láctea é uma entre cerca de dois trilhões. Esta é, em poucas palavras, a teoria do Big Bang.

Seja qual for a maneira como você olhe para ele, a ideia de que o Universo surgiu do nada – que houve um dia sem um ontem – é totalmente maluco. Mas é isso que as evidências nos dizem.

Uma pergunta imediata surge: o que aconteceu antes do Big Bang?

A relutância em enfrentar essa pergunta estranha é por que a maioria dos cientistas teve que ser arrastada chutando e gritando para aceitar a ideia do Big Bang.

O Universo está se expandindo, suas galáxias constituintes se distanciando como pedaços de estilhaços cósmicos após o Big Bang. A única força operando deve ser a gravidade, que age como uma teia de elástico entre as galáxias, desacelerando-as.

Mas em 1998, ao contrário de todas as expectativas, os astrônomos descobriram que a expansão do Universo está realmente acelerando Para explicar, eles postularam a existência de material invisível, que eles chamaram de energia escura, que preenche o espaço e tem gravidade repulsiva. É a gravidade repulsiva dessa energia escura que está acelerando a expansão cósmica.

A energia escura é responsável por quase dois terços da massa-energia do Universo. A ciência escolar está, portanto, atrasada ao dizer que a gravidade é uma droga. Na maior parte do Universo ele sopra!

Levante o polegar. 100 bilhões de neutrinos passam por sua miniatura a cada segundo. Há 8,5 minutos, eles estavam no coração do Sol.

Os neutrinos solares são um subproduto das reações nucleares geradoras da luz solar. Quando Ray Davis decidiu detectá-los com 100.000 galões de líquido de limpeza em uma mina em Dakota do Sul, ele esperava confirmar a imagem padrão do Sol.

Em vez disso, ele encontrou apenas um terço dos neutrinos esperados , algo que não só foi confirmado por experimentos posteriores, mas o levou ao Prêmio Nobel.

Neutrinos são partículas subatômicas fantasmagóricas que existem em uma superposição quântica estranha – semelhante a um animal que é simultaneamente uma vaca, um porco e um Frango.

À medida que viajam do Sol, eles alternam entre ser um neutrino do elétron, um neutrino do múon e um neutrino do tau, razão pela qual os experimentos sensíveis a apenas um tipo obtêm um terço do número esperado.

Os cientistas odeiam invocar qualquer coisa especial sobre nossa situação no Universo. ‘Especial’ é improvável, enquanto ‘típico’ é provável.

Mas a descoberta de planetas ao redor de outras estrelas – na última contagem, mais de 3.500 foram confirmados – criou uma dor de cabeça. Nenhum é igual ao nosso.

Existem sistemas planetários supercompactos nos quais todos os planetas orbitam mais perto de sua estrela-mãe do que Mercúrio, o planeta mais interno do Sistema Solar, em relação ao Sol.

Existem planetas com a massa de Júpiter que devem ter migrado para dentro.

Existem planetas em órbitas altamente elípticas, semelhantes às dos cometas.

E existem planetas que orbitam o o caminho errado em torno de suas estrelas.

Dado que acredita-se que os planetas congelam devido ao gás e à poeira girando na mesma direção em torno de um sol recém-nascido, esta última descoberta é especialmente difícil de explicar.

Até agora, ninguém sabe se a incomum de nosso Sistema Solar tem algo a ver com a raça humana ter surgido para notá-lo.

Em 14 de setembro de 2015, ondas gravitacionais foram detectadas na Terra pela primeira vez. Essas ondulações na estrutura do espaço-tempo – previstas por Einstein em 1916 – vieram da fusão de dois buracos negros em uma galáxia distante.

Resumidamente, a energia bombeada foi 50 vezes maior do que a de todas as estrelas do Universo combinadas. Mas este não foi o único aspecto de cair o queixo do evento.

Cada um dos buracos negros estava na faixa de 30 massas solares. Uma vez que um buraco negro é o que resta depois que a maior parte de uma estrela explodiu no espaço como uma supernova, as estrelas precursoras devem ter pesando pelo menos 300 massas solares.

Essas estrelas são incrivelmente raras hoje. Mas os dois buracos negros poderiam ser remanescentes da primeira geração de estrelas – consideradas enormes – ou mesmo buracos negros primordiais, nascidos no inferno do próprio Big Bang.

Existem aproximadamente 100.000.000.000.000.000.000.000 de estrelas no Universo. E provavelmente mais planetas do que estrelas. Ainda assim, em toda essa imensidão, há apenas um lugar que conhecemos onde existe vida: a Terra.

Apesar das pesquisas por sinais inteligentes, nenhum sinal de vida extraterrestre inteligente foi encontrado. Na verdade, há um bom argumento de que, se essas formas de vida existem por aí, não apenas devemos ver sinais delas, mas elas já deveriam ter vindo para cá.

“Onde estão?” perguntou o físico Enrico Fermi. Alguns astrônomos acham que a resposta é que estamos sozinhos, que alguém precisa ser o primeiro.

Mas a ausência de evidência não é evidência de ausência. levou três bilhões de anos para passarmos de uma única célula para uma vida complexa, o que sugere que dar esse passo é difícil.

Civilizações tecnológicas como a nossa podem ser raras e suas vidas curtas; podemos ter perdido qualquer outra por milhões ou bilhões de anos. A outra alternativa é que o mais próximo pode simplesmente estar muito longe para que possamos detectar.

Marcus Chown é escritor e escritor de ciências. Este artigo foi publicado originalmente na edição de janeiro de 2018 da revista BBC Sky at Night.