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Uma imagem de galáxias distantes vistas pelos instrumentos VIMOS e WFI no ESO Very Large Telescope. Dois métodos diferentes para determinar a taxa cósmica de expansão do Universo alcançaram resultados precisos, mas mutuamente inconsistentes. Os astrônomos esperavam que um terceiro método que usa ondas gravitacionais fosse mais preciso, mas uma nova análise mostra que suas incertezas são quase tão grandes quanto nos outros métodos. Crédito: ESO / Mario Nonino, Piero Rosati e a equipe ESO GOODS
Noventa anos depois que Edwin Hubble descobriu os movimentos sistemáticos das galáxias e George Lemaitre os explicou como uma expansão cósmica a partir de um ponto usando as equações da relatividade de Einstein, a cosmologia observacional hoje enfrenta um desafio. Os valores deduzidos das duas metodologias primárias - as propriedades das galáxias e a radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMBR) - discordam entre si em cerca de dez por cento, mas cada uma é precisa no nível de alguns poucos por cento. Erros observacionais não corrigidos são possíveis, mas as estimativas sugerem que eles são pequenos demais para explicar as diferenças. Como resultado, nenhum valor consistente e preciso da expansão - constante de Hubble - foi encontrado. O problema não é tanto o valor em si - a idade do universo não mudará muito de qualquer maneira - ao contrário, é que algo inexplicável está claramente acontecendo conectado com o fato de que os dados CMBR surgem de uma época do tempo cósmico muito diferente dos dados da galáxia. Talvez seja necessária uma nova física.
Um método novo e independente de medir o parâmetro de expansão cósmica usa ondas gravitacionais (GW). A intensidade observada do GW fornece uma medida da distância, uma vez que os modelos podem inferir a força intrínseca. Quando o GW resulta de uma fusão de estrela de nêutrons binária que tem uma contraparte óptica detectada, a velocidade de recessão cósmica da galáxia hospedeira (medida a partir de sua luz) fornece uma calibração para a taxa de expansão. Esse novo método é chamado de "sirene padrão". Se a precisão do método de sirene padrão for melhor do que a dos outros métodos, ele seria capaz de resolver a discrepância.
O astrônomo do CfA Hsin-Yu Chen investigou as incertezas associadas ao método da sirene padrão e descobriu que dois problemas complicam o método da sirene padrão e representam grandes desafios para a resolução da tensão. Ambos estão relacionados à luz emitida e ao ângulo de visão da fonte. O primeiro problema é que a luz não é emitida esfericamente de acordo com as simulações de computador e, portanto, a intensidade que observamos depende do nosso ângulo de visão; até a cor depende do ângulo. O ângulo de visão deve de alguma forma ser estimado e incluído na calibração, e isso carrega uma incerteza. A segunda é que o evento de fusão também é visto de um ângulo particularque afeta o resultado; mesmo depois de observar muitas fontes, uma análise estatística da amostra ainda terá um viés incerto. Chen conclui que esses dois efeitos sistemáticos irão introduzir uma tendência no valor padrão da sirene da constante de Hubble que resulta em uma incerteza que é tão grande quanto a incerteza em outros métodos.
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Mais informações: Hsin-Yu Chen. Incerteza sistemática de sirenes padrão do ângulo de visão de inspirais de estrelas de nêutrons binários, cartas de revisão física (2020). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.201301
Fonte: Phys News / pelo Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics / 04-12-2021 https://phys.org/news/2021-01-uncertainties-cosmic-expansion.html
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de
Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina
(UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
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