Uma equipe internacional, que inclui pesquisadores da Universidade do Minnesota, alcançou um marco importante na "cosmologia de precisão" ao medir a quantidade de hélio criada nos primeiros cinco minutos do Universo com um rigor sem precedentes.
© NASA (galáxias pristinas)
A equipe utilizou o LBT (Large Binocular Telescope) para reduzir a incerteza deste valor cósmico fundamental até apenas 0,5%, um resultado três vezes melhor do que os padrões anteriores.
As conclusões do estudo fornecem novas pistas sobre o início do Universo e ajudam a melhor compreender os fundamentos da física. Esta experiência segue a tradição de testar o Modelo Padrão da física, o que, historicamente, tem levado a avanços tecnológicos.
A medição realizada traz um número fundamental que fornece especificamente quais eram as condições do nosso Universo nos seus primeiros cinco minutos. Tem um poder de diagnóstico que se relaciona diretamente com o Modelo Padrão da Física. A teoria do Big Bang explica como o Universo se expandiu a partir de um estado de densidade e temperatura extremamente elevadas, há aproximadamente 13,8 bilhões de anos.
A teoria assenta em três pilares: a expansão do Universo, o fundo cósmico de micro-ondas e a abundância de elementos leves, como o hélio e o deutério. O último pilar, o hélio, ainda não foi estudado e medido de forma tão exaustiva como os dois pilares anteriores. Para atingir este nível de precisão, a equipe afastou-se dos métodos tradicionais de extrapolação, que consistem em estimar um valor desconhecido através do prolongamento de uma linha de tendência de dados conhecidos, o que requer a medição de muitas galáxias e a estimativa do nível inicial de hélio. Em vez disso, concentraram-se em 15 das galáxias menores, remotas e "pristinas" alguma vez descobertas.
Estas galáxias são quimicamente pouco evoluídas, pelo que funcionam como "cápsulas do tempo", preservadas quase exatamente como eram pouco depois do Big Bang. Utilizando espectrógrafos avançados construídos na Universidade do Estado do Ohio, os pesquisadores analisaram simultaneamente mais de 10 linhas de hélio e 15 linhas de hidrogênio. Isto permitiu-lhes considerar pequenos efeitos sistemáticos que anteriormente eram insignificantes, mas que se tornam críticos quando se procura uma precisão inferior a um por cento.
A medição precisa não só confirma a história, como também proporciona uma visão precisa do Modelo Padrão da Física. Ao determinar a quantidade exata de hélio, a equipe conseguiu calcular o número de famílias de neutrinos, as partículas subatômicas mais leves, presentes no Universo primitivo.
Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.
Fonte: Large Binocular Telescope Observatory