Primeiras Estrelas e Matéria Escura: ciência faz novas descobertas

Os cientistas sabem agora quando se formaram as primeiras estrelas no universo
por Kristin Houser - Futurism ¹

As Primeiras Estrelas se formaram a 180 milhões de anos. Crédito da Imagem:  N.R.Fuller, National Science Foundation

Usando uma antena de rádio compacta, pesquisadores descobrem evidências dos sóis mais antigos do universo conhecido. Eles publicaram suas descobertas na Nature.

Quando olhamos para as estrelas, as vemos como elas eram e não como elas são. Isso ocorre porque a luz leva tempo para viajar de sua fonte para nossos olhos. Com telescópios poderosos, podemos ver diretamente as estrelas mais antigas do universo. Infelizmente, esses telescópios não existem.

Em vez disso, temos que confiar em evidências indiretas. Então, é isso que uma equipe de astrônomos da Universidade Estadual do Arizona (ASU), do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e da Universidade do Colorado, em Boulder, decidiram encontrar. Sua pesquisa foi parte do Experimento para Detectar a Assinatura EoR Global (EDGES), financiado pela National Science Foundation (NSF)

Os pesquisadores postularam que as primeiras estrelas provavelmente mudaram a radiação eletromagnética de fundo do universo, também conhecida como microondas cósmicas de fundo (CMB). Embora eles soubessem o que estavam procurando - uma pequena mudança na intensidade dos sinais de rádio CMB, entre certos comprimentos de onda - achar isso não seria fácil, considerando todo o resto no universo.

"Fontes de ruído podem ser 10.000 vezes mais claras do que o sinal - é como estar no meio de um furacão e tentar ouvir a aba da asa de um colibri", disse Peter Kurczynski, um diretor de programa da NSF, em um comunicado de imprensa.

Com base em pesquisas anteriores, a equipe também sabia que as primeiras estrelas do universo lançavam grandes quantidades de luz ultravioleta (UV). Quando essa luz interagia com átomos de hidrogênio, ela absorvia fótons CMB, deixando um sinal nas radiofrequências; uma indicação de que as estrelas estavam se formando.

Usando uma antena de rádio personalizada, no deserto australiano, a equipe coletou dados de ondas de rádio até que, finalmente, encontraram o que procuravam: um mergulho claro na intensidade de CMB. Este mergulho indicou que sóis antigos surgiram cerca de 180 milhões de anos pós-Big Bang. Durante vários anos os pesquisadores verificaram e revisaram os dados antes de concluir sua validade.

"Encontrar este minúsculo sinal abriu uma nova janela no universo inicial", disse o principal investigador, Judd Bowman, cosmólogo da ASU, no comunicado de imprensa. "É improvável que possamos ver mais cedo, na história das estrelas, em nossa vida".

Não só essa descoberta nos dá um vislumbre das primeiras estrelas do universo, como também pode nos ajudar a resolver um dos seus maiores mistérios: a natureza da matéria escura.

O sinal no centro do projeto EDGES foi duas vezes mais intenso do que o esperado, indicando que os átomos absorventes de hidrogênio estavam mais frios do que os pesquisadores achavam que estaria. Uma possível explicação pode ser uma interação com a matéria escura.

"Se essa idéia for confirmada, então aprendemos algo novo e fundamental sobre a misteriosa matéria escura, que representa 85% da matéria no universo", disse Bowman. "Isso proporcionaria o primeiro vislumbre da física além do modelo padrão".

Mesmo sem a possível conexão com a matéria escura, a descoberta é inovadora. O time de follow-up , da equipe do projeto EDGES, tem planos para desenvolver ainda mais esta pesquisa notável já em andamento. 

Referências: The Guardian, National Science Foundation
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Fonte: 1- Futurism | Scientists Now Know When the First Stars Formed in the Universe (tradução livre)

A Quinta Energia

Um olhar mais profundo em estudos anteriormente realizados por físicos húngaros descobriu recentemente evidências de uma quinta força fundamental da natureza.

Se confirmado, isso poderia ser uma explicação para a matéria escura.

FORÇAS DA NATUREZA

Até o momento, há quatro forças fundamentais convencionalmente conhecidas que mantêm o universo: gravidade, eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca. Mas um olhar mais atento sobre estudos anteriores realizados por físicos da Hungria, que sugeriam uma nova força, levou uma equipe de cientistas a evidenciar que a anomalia nos dados poderia realmente ser uma quinta força da natureza.

Deve-se notar que a afirmação inovadora significa ainda um longo caminho até ser confirmada, mas os dados atuais disponíveis são suficientes para impulsionar essa pesquisa para que se descubra o que essa nova partícula condutora de força é (ou pode ser).

“Se for verdade, é revolucionário”, disse Jonathan Feng , que lidera a equipe de pesquisa da Universidade da Califórnia. “Se confirmado por outros experimentos, esta descoberta de uma possível quinta força iria mudar completamente a nossa compreensão do Universo, com consequências para a unificação das forças e matéria escura.”

PARTÍCULA SUBATÔMICA

Crédito da imagem: Physics APS

Os dados anômalos foram detectados pela primeira vez quando a equipe húngara da Academy of Science disparou feixes de alta energia de prótons em lítio-7. Isto criou uma assinatura de energia distinta de uma partícula subatômica super-luz, o que eles concluíram ser um tipo de Higgs – 30 vezes mais pesado do que um elétron – que não pode ser explicado pelo Modelo Padrão.

“Os experimentalistas não foram capazes de afirmar que era uma nova força”, disse Feng. “Eles simplesmente viram um excesso de eventos que indicam uma nova partícula, mas não estava claro para eles se era uma partícula de matéria ou de uma partícula que transmite força”.

Com base nesses dados originais, a equipe da Universidade da Califórnia mergulhou no trabalho para tentar verificar os resultados potenciais. E eles afirmam que descobriram provas teóricas que sugerem que pode realmente ser o bóson para a quinta força da natureza, o que poderia explicar a matéria escura ou muitas outras coisas inexplicáveis no universo.

A partícula foi apelidada de protophobic Higgs X, que interage exclusivamente com elétrons e nêutrons dentro de um intervalo muito pequeno, tornando-se extremamente difícil de detectar. Segundo os pesquisadores, nenhum outro Higgs exibiu as mesmas características.

Quando a existência de uma quinta força for verificada, isso poderia significar que um dia poderia produzir uma “super força fundamental” que permite a interação entre o setor escuro com sua própria matéria. Infelizmente, ainda temos que confirmar ou não se esta poderia realmente ser a quinta força da natureza, mas é uma hipótese que certamente vale a pena acompanhar.

Fonte original: ScienceAlert – Últimas – Tradução: https://rodrigoromo.com.br/