Você já olhou para o céu e se perguntou: “O que realmente há lá fora?” Bem, esta é sua chance de descobrir. Estamos indo aonde nenhum homem jamais esteve enquanto tentamos desvendar os enigmas do cosmos. Do Big Bang aos buracos negros, não deixamos pedra – ou rocha espacial, ao que parece – sobre pedra.
Juntos, vamos desvendar os segredos que estão na estrutura do espaço e do tempo. Aqui estão os 10 principais mistérios não resolvidos do universo.
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10 Matéria Escura e Energia Escura: O Duo Escuro
Apesar de representar cerca de 95% do universo, a matéria escura e a energia escura continuam a ser um dos maiores enigmas da cosmologia moderna.
A matéria escura representa cerca de 27% do conteúdo de massa energética do universo. No entanto, não sabemos exatamente o que é ou como interage com a matéria normal, além dos seus efeitos gravitacionais.
É como um artista silencioso esculpindo o nosso cosmos. Não podemos observá-lo diretamente, mas vemos a sua influência na forma como as galáxias giram e se aglomeram.
Os efeitos gravitacionais da matéria escura são mais facilmente observados nas regiões exteriores das galáxias, onde as estrelas se movem a velocidades que não são possíveis a menos que haja mais matéria presente do que podemos realmente ver.
Outra prova é que quando a luz de galáxias distantes passa por regiões cheias de matéria escura, a luz é desviada num fenómeno conhecido como lente gravitacional. Olhando para o Bullet Cluster , você pode ver isso claramente.
A energia escura não é menos misteriosa, constituindo 68% do conteúdo de massa energética do universo. É a força que parece atuar contra a gravidade em escala cósmica.
Na década de 1920, as observações de Edwin Hubble revelaram um universo em expansão, com galáxias afastando-se umas das outras. Em 1998, estudos mostraram que esta expansão não estava a abrandar como esperado; em vez disso, estava acelerando. Energia escura era o nome da força que causava essa aceleração.
9 O Grande Atrator e o Destino da Via Láctea
O Grande Atrator é uma anomalia cósmica intrigante escondida na “Zona de Evitação”, que é uma maneira elegante de dizer a seção do universo que a nuvem da nossa galáxia esconde da vista. É uma área no espaço que exerce uma atração gravitacional tão forte que atrai galáxias, incluindo a nossa, em sua direção.
O Grande Atrator está localizado a cerca de 220 milhões de anos-luz de distância, nas proximidades do SuperAglomerado Norma, uma vizinhança cósmica muito mais densa e povoada que a nossa.
A questão óbvia é: quando a nossa galáxia será destruída pelo Grande Atrator?
A resposta é nunca. A Via Láctea está sendo puxada para trás pelo Grande Atrator. No entanto, ao mesmo tempo, a energia escura está constantemente a afastar as galáxias, o que significa que nunca iremos colidir com a anomalia cósmica.
O mais provável é que o Grande Atrator e o SuperCluster sejam destruídos pela expansão do universo.
8 Onde está todo mundo? O Paradoxo de Fermi
Nomeado em homenagem ao físico Enrico Fermi, o paradoxo de Fermi encapsula uma profunda questão cósmica. Sabemos que existem milhares de milhões de galáxias, cada uma repleta de milhares de milhões de estrelas, e muitas destas estrelas provavelmente têm planetas a orbitá-las. Faz sentido matematicamente que existam outras formas de vida inteligentes por aí.
E, no entanto, não encontramos nenhuma evidência real destas civilizações. E isso nos deixa com a pergunta de Fermi: “Onde está todo mundo?”
Sem evidências, não há uma resposta clara, apenas teorias. Uma possibilidade é que o custo das viagens interestelares seja demasiado elevado, mesmo para civilizações avançadas.
Outra teoria é que o universo está repleto de civilizações; simplesmente estamos em um remanso cósmico equivalente.
Uma das teorias mais inovadoras é que fazemos parte de um zoológico cósmico, onde outros seres avançados nos observam, mas não interagem, mantendo-nos deliberadamente no escuro. Este é um pouco homem de preto demais para mim.
Não importa em que teoria você acredite, o paradoxo de Fermi é um bom lembrete de que apenas começamos a explorar o universo. Nosso conhecimento sobre potencial vida extraterrestre é limitado às nossas próprias experiências. E enquanto continuamos a expandir esse conhecimento, a questão permanece: onde estão todos?
7 Explosões rápidas de rádio
Fast Radio Bursts (FRBs) são como o flash da câmera do universo, iluminando o universo com flashes de energia que duram milissegundos.
Estes flashes intensos foram identificados pela primeira vez em 2007. Uma característica fundamental dos FRBs é a sua “varredura de dispersão”, que é semelhante aos pulsares de rádio. Basicamente, eles enviam uma variedade de frequências de rádio que chegam em momentos diferentes devido à forma como interagem com o meio interestelar.
A origem dos FRBs sempre foi incerta. A excitação inicial foi seguida de ceticismo quando um padrão de dispersão semelhante foi observado em vários locais.
Em 2013, foram descobertos quatro FRBs adicionais que partilhavam características principais com as explosões anteriores, mas tinham medidas de dispersão ainda mais elevadas, sugerindo que viajaram ainda mais longe. Esta descoberta sugeriu que o universo poderia estar cheio desses flashes.
Até que uma FRB possa ser rastreada até uma galáxia específica ou detectada em diferentes comprimentos de onda, a história completa por trás dela permanecerá um mistério.
6 O ponto frio de fundo de microondas cósmico
A radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB) é a radiação do Big Bang. Cobre o universo. Quase uniformemente, existem, no entanto, algumas pequenas anormalidades. Eles agem como uma espécie de migalhas cósmicas que levam de volta à infância do universo. Mas há um patch, conhecido como Cold Spot, que não segue as regras.
Seu tamanho, juntamente com uma temperatura ligeiramente mais baixa, é suficiente para levar os cosmólogos a perguntar por quê?
A principal teoria era que a CMB poderia ter atravessado o equivalente a um enorme deserto cósmico, chamado supervazio. Essas regiões áridas podem eliminar a energia da luz que as atravessa devido à sua expansão ao longo do tempo. É como uma cabine de pedágio cósmica, fazendo com que a luz esfrie e desvie para o vermelho mais do que a média.
Mas pesquisas recentes atrapalharam o trabalho. Este estudo sugere que os supervazios conhecidos , mesmo os invisíveis, não podem explicar a queda de temperatura ou o tamanho imponente do ponto frio. Será que algum dia saberemos de onde vêm esses pontos frios?
5 Uau! Origens do Sinal
Em 15 de agosto de 1977, o astrônomo Jerry Ehman detectou um sinal de rádio poderoso, breve e único usando o Big Ear Radio Telescope da Ohio State University. Um sinal que nunca mais foi repetido ou detectado.
Estava fortemente restrito a uma faixa estreita de frequências de rádio, algo que a natureza normalmente não faz. Também não foi uma transmissão da Terra ou de um satélite de passagem. Foi outra coisa, algo especial, e durou 72 segundos.
Muitos, incluindo John Kraus, o diretor de Big Ear, sugeriram que o “Uau! Sinal” poderia ser um sinal potencial de inteligência extraterrestre, já que as características do sinal eram muito diferentes do que normalmente observamos.
A busca por suas origens continuou desde então. Os astrônomos conduziram uma busca focada por uma estrela semelhante ao Sol que foi considerada uma fonte plausível para o sinal. Acontece que não se enquadrava nos critérios. E o mistério não está mais perto de ser resolvido.
4 Assimetria bariônica: nada deveria existir
Uma fração de segundo depois do Big Bang, o universo estava repleto de pares partícula-antipartícula que, ao se tocarem, obliteravam-se, deixando para trás apenas energia pura. Faz sentido até agora.
Mas aqui está o problema: se este equilíbrio perfeito fosse a norma, teríamos um universo cheio de energia e nada mais. No entanto, aqui estamos, rodeados por um universo cheio de matéria.
Isso significa que as partículas sobreviveram quando não deveriam, criando tudo o que vemos hoje. A sobrevivência preferencial da matéria sobre a antimatéria é o que chamamos de Problema da Assimetria Bariônica.
Para tentar explicar isto, os cientistas esperam usar o Large Hadron Collider do CERN para estudar partículas. Uma explicação que está a ser explorada é que as leis da física podem não ter sido as leis da física no momento do Big Bang.
Os cientistas fizeram algumas observações através de processos como a violação da paridade de carga, mas nada que explique claramente tudo o que sabemos.
3 Buracos Negros Supermassivos
Os buracos negros são o enigma final. Pense em um objeto tão denso que nenhuma luz consegue escapar de sua atração gravitacional. Agora, torne-o milhões a bilhões de vezes mais massivo que o nosso Sol. Esse é um buraco negro supermassivo.
Como coisas enormes como essa se formam? Na verdade, não sabemos ao certo. Temos algumas teorias, mas como esses gigantes literalmente dão origem a galáxias, não temos certeza.
A primeira teoria é que, tal como os seus irmãos mais pequenos, de massa estelar, os buracos negros supermassivos podem ser formados a partir do colapso gravitacional de um objeto celeste. Neste caso, pode ser uma enorme nuvem de gás nos estágios iniciais da formação de galáxias, como a formação de uma estrela, mas em uma escala muito maior.
Outra teoria sugere que um buraco negro estelar regular poderia “comer” o material circundante ao longo de milhões de anos, aumentando gradualmente de tamanho até atingir o estatuto de “supermassivo”.
Uma teoria semelhante é que quando um aglomerado de buracos negros estelares colide, toda a sua massa se aglutina num buraco negro supermassivo.
Seja qual for o caso, a maioria dos astrónomos concorda que, uma vez formados, estes buracos negros supermassivos impulsionam a atividade das galáxias.
2 O problema do ajuste fino
A essência do problema do ajuste fino é a compreensão de que mesmo pequenos ajustes nessas leis e constantes fundamentais poderiam levar a um universo onde a vida como a conhecemos não pode existir. Imagine ajustar a gravidade ou a força nuclear forte apenas um pouquinho – isso pode significar nenhuma estrela, nenhum planeta, nenhuma química e, em última análise, nenhuma vida.
Algumas dessas constantes, como a constante cosmológica que influencia a taxa de expansão do universo, parecem suspeitamente ajustadas com uma precisão quase antinatural.
Isso significa que o universo foi projetado para a vida? Não necessariamente.
Alguns cientistas propõem a Teoria do Multiverso como explicação, onde nosso universo é apenas um dentre um número infinito, cada um com seu conjunto único de leis e constantes. Acontece que vivemos naquele onde as condições são adequadas para a vida.
Essencialmente, desafia-nos a questionar a nossa compreensão do universo, a sua origem e o nosso lugar nele, inspirando novas hipóteses e impulsionando a exploração científica.
1 O Áxion
Axions são os Houdinis do mundo das partículas. Em 1977, os físicos notaram uma estranheza: certas interações entre partículas deveriam ter violado a simetria CP (a ideia de que as leis da física permanecem inalteradas quando uma partícula é trocada por sua antipartícula e invertida). Mas, surpreendentemente, não o fizeram.
O hipotético axion surgiu como a solução para este enigma e está entre os candidatos mais promissores para a matéria escura. Os cientistas acreditam que estes áxions de baixa massa e baixa energia poderiam ter sido produzidos em grandes quantidades durante o Big Bang e poderiam agora estar preenchendo o universo, explicando algumas observações intrigantes na astrofísica.
Ainda são teóricos, mas se os cientistas tiverem sucesso nas suas experiências, poderemos finalmente obter uma pista sobre a identidade do conteúdo de massa em falta no Universo.
