Uma câmara de vácuo ultra-fria executou uma simulação do universo primitivo e apresentou algumas descobertas interessantes sobre a aparência do ambiente logo após o Big Bang.
Especificamente, os átomos se agrupavam em padrões semelhantes ao fundo cósmico de microondas - que se acredita ser o eco da intensa explosão que formou o início do universo. Os cientistas mapearam o CMB em resolução progressivamente mais alta usando vários telescópios, mas esse experimento é o primeiro de seu tipo a mostrar como a estrutura evoluiu no início dos tempos, como a entendemos.
A teoria do Big Bang (que não deve ser confundida com o popular programa de televisão) tem como objetivo descrever a evolução do universo. Enquanto muitos especialistas dizem que mostra como o universo veio "do nada", o modelo cosmológico de concordância que descreve a teoria não diz nada sobre a origem do universo. Em vez disso, ele se concentra na aplicação de dois grandes modelos de física (relatividade geral e o modelo padrão da física de partículas). Leia mais sobre o Big Bang aqui.
CMB é, mais simplesmente, radiação eletromagnética que preenche o universo. Os cientistas acreditam que ele mostra um eco de uma época em que o Universo era muito menor, mais quente e mais denso, e cheio até a borda com plasma de hidrogênio. O plasma e a radiação ao seu redor gradualmente esfriaram à medida que o Universo crescia. (Mais informações sobre o CMB estão aqui.) Ao mesmo tempo, o brilho do plasma era tão denso que o Universo era opaco, mas a transparência aumentou com a formação de átomos estáveis. Mas as sobras ainda são visíveis na faixa de microondas.
A nova pesquisa usou átomos de césio ultra-frios em uma câmara de vácuo na Universidade de Chicago. Quando a equipe resfriou esses átomos a um bilionésimo de grau acima do zero absoluto (que é -459,67 graus Fahrenheit ou -273,15 graus Celsius), as estruturas que eles viram pareciam muito semelhantes ao CMB.
Ao saciar os 10.000 átomos no experimento para controlar a intensidade com que os átomos interagem, eles foram capazes de gerar um fenômeno que é, grosso modo, semelhante à forma como as ondas sonoras se movem no ar.
"A essa temperatura ultra-fria, os átomos ficam excitados coletivamente", afirmou Cheng Chin, pesquisador de física da Universidade de Chicago que participou da pesquisa. Esse fenômeno foi descrito pela primeira vez pelo físico russo Andrei Sakharov e é conhecido como oscilações acústicas de Sakharov.
Então, por que o experimento é importante? Isso nos permite acompanhar mais de perto o que aconteceu após o Big Bang.
O CMB é simplesmente um momento congelado e não está evoluindo, exigindo que os pesquisadores se aprofundem no laboratório para descobrir o que está acontecendo.
"Em nossa simulação, podemos realmente monitorar toda a evolução das oscilações de Sakharov", disse Chen-Lung Hung, que liderou a pesquisa, obteve seu Ph.D. em 2011 na Universidade de Chicago e agora está no Instituto de Tecnologia da Califórnia.
Hung e Chin planejam trabalhar mais com os átomos ultracold. Instruções para pesquisas futuras podem incluir coisas como o funcionamento dos buracos negros ou como as galáxias foram formadas.
Você pode ler a pesquisa publicada on-line em CiênciaWebsite site.
Fonte: Universidade de Chicago
