Definição de radiação cósmica de fundo de microondas
Os cientistas nos dizem que o universo começou em um Big Bang, mas não foi até a descoberta da radiação cósmica de fundo em micro-ondas que sabíamos disso com certeza. A radiação cósmica de fundo em microondas é a radiação vinda do espaço em todas as direções que se originou no Big Bang. Como costuma acontecer na ciência, sua descoberta foi completamente acidental e, ainda assim, teve enormes implicações para o passado e o futuro do universo.
Teoria do Big Bang
A Teoria do Big Bang é a ideia de que o universo está se expandindo e, portanto, já foi muito mais denso do que é hoje. Se o universo está se expandindo em todas as direções, segue-se que tudo o que vemos no universo hoje já foi comprimido em um único ponto. A expansão desse único ponto é chamada de Big Bang.
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O Big Bang foi teorizado pela primeira vez em 1922 por Alexander Friedmann, que mostrou, usando as equações da relatividade geral de Einstein, que era matematicamente possível que o universo se expandisse. Havia muito pouca evidência na época de que o universo estava realmente se expandindo, mas o trabalho feito por Friedmann acabou levando a algumas previsões que poderíamos testar.
Uma das maiores previsões da Teoria do Big Bang era que haveria radiação de fundo restante e detectável hoje. Essa previsão foi feita por Ralph Alpher e Robert Herman em 1948, mas passou despercebida, uma vez que poucas pessoas pensaram que o universo estava se expandindo. Somente na década de 1960 a previsão foi revisitada, e um grupo de cientistas de Princeton começou a trabalhar para procurar a radiação cósmica de fundo.
Descoberta acidental
Em 1965, Penzias e Wilson detectaram algo que não esperavam. No Bell Laboratories, eles estavam testando um detector de radiação de microondas. Esperando não ouvir nada, eles encontraram um pequeno ruído de fundo – como a «neve» em uma televisão antiga ou o zumbido de um rádio que não está sintonizado.
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Penzias e Wilson tentaram apontar a antena em direções diferentes, mas o que quer que eles fizessem, o ruído não ia embora. Eles presumiram que era um problema no detector e tentaram resfriá-lo, mas nada ajudou. Finalmente, eles perceberam que deveria estar vindo do espaço – um ruído de fundo de radiação de microondas que era o mesmo em todas as direções.
Só depois de entrar em contato com o grupo de cientistas de Princeton é que eles perceberam o que significava sua descoberta. Quando um dos cientistas de Princeton, Robert Dicke, ouviu sobre a descoberta, ele respondeu dizendo: » Rapazes, fomos descobertos ».
Penzias e Wilson acidentalmente confirmaram a Teoria do Big Bang e, em 1978, receberam o Prêmio Nobel por seu trabalho.
Curvas de corpo negro
Um corpo negro é um objeto que absorve e emite radiação perfeitamente. Tal objeto absorveria toda a radiação que o atingisse e irradiaria novamente essa energia da mesma maneira, não importando a fonte da radiação original. Um corpo negro sempre produziria radiação em uma curva característica de corpo negro , uma curva que só variaria se a temperatura do objeto mudasse.
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O Sol é um exemplo de corpo negro e produz uma curva de corpo negro. Mas se a teoria do Big Bang estiver correta, então o universo inteiro já foi comprimido, assim como a matéria no sol. Se fosse esse o caso, então, no momento do Big Bang, uma assinatura de radiação de corpo negro teria sido produzida, assim como no sol.
A curva do corpo negro do Big Bang teve muito tempo para esfriar. Hoje, esperaríamos que a radiação de fundo que sobrou do Big Bang tivesse uma temperatura de aproximadamente 4 kelvin (-269 Celsius). Isso o coloca na parte «microondas» do espectro eletromagnético.
Uma arma fumegante
Quando a radiação de fundo de Penzias e Wilson foi analisada, descobriu-se que era uma curva perfeita de corpo negro. Mas, mais do que isso, a temperatura da curva do corpo negro estava em torno de 4 Kelvin: exatamente a temperatura que foi prevista pela Teoria do Big Bang.
Passado e futuro
Agora que sabemos que o universo está se expandindo, muitas questões surgem. Se o universo teve um começo, como ele começou? Existia alguma coisa antes do Big Bang? E o que está reservado para o universo no futuro? Atualmente acredita-se que, longe de parar, a expansão do universo está se acelerando! Se isso for verdade, então em bilhões de anos o universo poderá ser um lugar escuro e deprimente.
Definições Significativas
- Fundo cósmico de micro-ondas : radiação remanescente do Big Bang que vem de todas as direções
- A Teoria do Big Bang : A ideia de que o universo se originou de um único ponto e está se expandindo
- Corpo negro : um objeto que absorve e emite radiação perfeitamente
- Curva do corpo negro : produzida por um corpo negro; uma curva que só iria variar se a temperatura do objeto mudasse
Resultados de Aprendizagem
Depois de ler esta lição, você será capaz de:
- Definir fundo cósmico de micro-ondas, a Teoria do Big Bang, corpo negro e curva de corpo negro
- Entenda o significado da radiação cósmica de fundo em micro-ondas
- Resuma como a radiação cósmica de fundo foi descoberta
- Conecte a radiação cósmica de fundo à Teoria do Big Bang