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Os cientistas observaram, pela primeira vez, o Universo primitivo a funcionar em câmara extremamente lenta, desvendando um dos mistérios do Universo em expansão de Einstein.

Impressão de artista do quasar ULAS J1120+0641.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

A teoria da relatividade geral de Einstein significa que deveríamos observar o Universo distante – e, portanto, antigo – a funcionar muito mais lentamente do que nos dias de hoje.

No entanto, a possibilidade de recuar tanto no tempo tem-se revelado difícil. Os cientistas desvendaram agora esse mistério utilizando os quasares como “relógios”.

“Olhando para trás, para uma época em que o Universo tinha pouco mais de mil milhões de anos, vemos que o tempo parece fluir cinco vezes mais devagar”, disse o autor principal do estudo, o professor Geraint Lewis, da Escola de Física e do Instituto de Astronomia de Sidney, ambos pertencentes à Universidade de Sidney.

“Se estivéssemos lá, neste Universo infantil, um segundo pareceria um segundo – mas da nossa posição, mais de 12 mil milhões de anos no futuro, esse tempo inicial parece arrastar-se”.

A investigação foi publicada na revista Nature Astronomy.

O professor Lewis e o seu colaborador, o Dr. Brendon Brewer da Universidade de Auckland, utilizaram observações de cerca de 200 quasares – buracos negros super-massivos hiper-activos nos centros das primeiras galáxias – para analisar esta dilatação do tempo.

“Graças a Einstein, sabemos que o tempo e o espaço estão interligados e que, desde o início dos tempos, na singularidade do Big Bang, o Universo tem estado a expandir-se”, afirmou o professor Lewis.

“Esta expansão do espaço significa que as nossas observações do Universo primitivo deveriam parecer muito mais lentas do que o tempo flui actualmente.

“Neste artigo, estabelecemos que isso acontece até cerca de mil milhões de anos após o Big Bang”.

Anteriormente, os astrónomos confirmaram este universo em câmara lenta até cerca de metade da idade do universo, utilizando as super-novas – a explosão de estrelas massivas – como “relógios padrão”.

Mas, embora as super-novas sejam extremamente brilhantes, são difíceis de observar às imensas distâncias necessárias para perscrutar o Universo primitivo.

Ao observar quasares, este horizonte temporal foi recuado para apenas um-décimo da idade do Universo, confirmando que o Universo parece acelerar à medida que envelhece.

O professor Lewis afirmou: “Ao passo que as super-novas actuam como um único clarão de luz, o que as torna mais fáceis de estudar, os quasares são mais complexos, como um espectáculo contínuo de fogo de artifício.

“O que fizemos foi desvendar este espectáculo de fogo de artifício, mostrando que os quasares também podem ser usados como marcadores padrão do tempo para o Universo primitivo”.

O professor Lewis trabalhou com o astro-estatístico Dr. Brewer para examinar detalhes de 190 quasares observados ao longo de duas décadas.

Combinando as observações efectuadas em diferentes cores (ou comprimentos de onda) – luz verde, luz vermelha e no infravermelho – conseguiram padronizar o “tiquetaque” de cada quasar.

Através da aplicação de uma análise Bayesiana, descobriram que a expansão do Universo está impressa no tiquetaque de cada quasar.

“Com estes dados requintados, conseguimos traçar o tiquetaque dos relógios dos quasares, revelando a influência da expansão do espaço”, afirmou o Professor Lewis.

Estes resultados confirmam ainda mais a imagem de Einstein de um Universo em expansão, mas contrastam com estudos anteriores que não tinham conseguido identificar a dilatação do tempo de quasares distantes.

“Estes estudos anteriores levaram as pessoas a questionar se os quasares são verdadeiramente objectos cosmológicos, ou mesmo se a ideia de expansão do espaço está correta”, disse o Professor Lewis.

“No entanto, com estes novos dados e análises, conseguimos encontrar o elusivo tiquetaque dos quasares e eles comportam-se exactamente como a relatividade de Einstein prevê”, afirmou.

CCVALG
7 de Julho de 2023

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published in: 3 meses ago