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A incrível descoberta de 1965: como Arnold Penzias e Robert Wilson mudaram a cosmologia
Em 1965, enquanto conduziam pesquisas de radioastronomia nos Laboratórios Bell, nos Estados Unidos, Arnold Penzias e Robert Wilson descobriram acidentalmente uma fraca radiação de fundo em micro-ondas. Esta descoberta não apenas subverteu o entendimento científico da época, mas também forneceu evidências cruciais para. nossa compreensão da origem do universo. A radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB) que eles descobriram é considerada um forte apoio para a teoria do Big Bang e fornece pistas importantes para a evolução do universo.
"Tentamos explicar esse fenômeno, mas nunca conseguimos encontrar uma razão razoável."
A investigação original começou na década de 1940, quando cientistas como Hosier desenvolveram múltiplas teorias para explicar a origem do Universo e o seu processo de arrefecimento. No entanto, foi após as descobertas de Penzias e Wilson que estas teorias foram estabelecidas e apoiadas empiricamente. A uniformidade dessas radiações de fundo em micro-ondas estabeleceu a hipótese de expansão e resfriamento do universo, e também orientou muitos estudos e explorações subsequentes.
Medições e análises da radiação cósmica de fundo em micro-ondas revelam muitos detalhes do nosso modelo atual do universo. De acordo com a teoria do Big Bang, o universo foi preenchido com plasma quente de alta densidade energética nos primeiros segundos. Ao longo das centenas de milhares de anos seguintes, à medida que o Universo se expandia, estas partículas arrefeciam, formando átomos de hidrogénio neutros e deixando de dispersar a luz, permitindo que os fotões passassem livremente. Este processo é denominado “período de reorganização”.
“Os fótons liberados durante o período de recombinação mudam sua energia à medida que o universo se expande. Este fenômeno forma a radiação cósmica de fundo em micro-ondas que detectamos hoje.”
Instrumentos de observação subsequentes, incluindo COBE, WMAP e Planck, analisaram ainda mais as características destas radiações de fundo em micro-ondas e revelaram variabilidade de temperatura em diferentes direções. Esta variabilidade não só mostra o complexo processo de interação entre matéria e fótons no universo primitivo, mas também reflete a estrutura geral do universo e sua história evolutiva.
É importante ressaltar que os diferentes picos da CMB fornecem informações importantes sobre o universo primitivo. O primeiro pico aponta a curvatura geral do universo, enquanto o segundo e o terceiro picos revelam a densidade da matéria normal e escura. Nestes estudos, existem desafios na extração precisa de dados CMB, incluindo interferência de características de primeiro plano, como aglomerados de galáxias.
“Mesmo com variações extremamente pequenas, ainda somos capazes de medir múltiplas propriedades do universo com alta precisão.”
Desde a década de 1960, com o progresso contínuo da teoria, a radiação cósmica de fundo em micro-ondas é considerada a melhor evidência para a compreensão do universo. Os vários sinais de polarização neste contexto e as pequenas mudanças no seu espectro revelarão ainda mais os segredos do universo primitivo. À medida que novas tecnologias se desenvolvem, os cientistas esperam obter dados mais convincentes nas próximas décadas que irão aprofundar a nossa compreensão do universo primordial e da formação de estruturas.
Uma revisão histórica permite-nos compreender que a descoberta inesperada de Penzias e Wilson não foi apenas um acidente científico, mas revelou a evolução do universo e a chave para a exploração futura. a origem e evolução do universo?
