O hidrogénio pode ser o elemento mais comum no cosmos, mas os cientistas poderiam usá-lo para fazer algo único: descobrir a natureza da energia escura, a força misteriosa que impulsiona a expansão acelerada do universo.
Esta nova linha de energia escura investigação vem do fato de que os pesquisadores determinaram que o Campainha (Experiência Canadense de Mapeamento de Intensidade de Hidrogênio) pode detectar o fraco brilho de rádio do hidrogênio do passado distante do universo.
Isto não só representa uma forma mais rápida e menos dispendiosa de investigar a energia escura, mas também é um marco importante para o CHIME. O instrumento foi desenvolvido especificamente para investigar a energia escura e sua influência generalizada.
“Esta é uma técnica completamente nova para sondar o cosmos, fornecida por um instrumento que foi concebido e construído por canadenses”, disse o investigador principal do CHIME, Mark Halpern, da Universidade da Colúmbia Britânica. disse em um comunicado. “É um novo passo ousado no programa de cosmologia global e uma história de sucesso canadense.”
Por que a energia escura é tão problemática?
A energia escura é a força misteriosa que está acelerando o expansão do universo. É tão problemático para os cientistas porque começou a agir na estrutura do espaço somente após a expansão desencadeada pelo Big Bang havia parado.
Isso é o mesmo que empurrar uma criança em um balanço, observá-la parar e depois ver o balanço recomeçar sem empurrão. E não só isso, mas o balanço começa a oscilar cada vez mais rápido. Consideremos os cientistas como pais muito preocupados, que realmente gostariam de saber de onde veio esse impulso fantasmagórico e como ele irá ocorrer.
Assim como, se o empurrão no balanço continuar, a criança poderá acabar nos arbustos, ou em órbita, o fortalecimento da energia escura poderá resultar na morte fria do cosmos, ou mesmo em um “Grande rasgo” Cenário que vê o espaço destruído. Alternativamente, se ele enfraquecer e permitir que a gravidade reafirme o domínio, então o universo poderá entrar em colapso sobre si mesmo, resultando em um “Grande crise“final que vê o cosmos comprimido de volta em uma singularidade, como era no início dos tempos.
A energia escura é agora o elemento dominante do universo, representando 68% do orçamento de matéria-energia do universo. Não é de admirar que os cientistas estejam muito interessados em saber o que é esta força misteriosa.
Então, como pode o hidrogénio ajudar na investigação da energia escura?
“O hidrogênio é o elemento mais comum no universo e a matéria-prima a partir da qual estrelas forma”, disse o membro da equipe Arnab Chakraborty, da Universidade de Toronto. “Sua fraca emissão de rádio atua como um traçador cósmico, revelando como a matéria está distribuída pelo espaço.”
Anteriormente, o CHIME conseguia mapear a distribuição do hidrogénio no Universo primitivo, mas apenas correlacionando as suas observações com dados de levantamento de galáxias de outros telescópios, operações que custam milhões de dólares e só podem focar-se em regiões do Universo suficientemente densas para formar estrelas. O CHIME mostrou agora que pode mapear sozinho o brilho do hidrogênio no rádio.
Na verdade, a equipe já começou a dar passos nessa direção usando apenas uma pequena fração dos dados CHIME existentes. Usando 94 noites de observações de 2019, detectaram um sinal de hidrogénio de quando o Universo tinha apenas 5 mil milhões de anos.
“Nossos dados indicam que cerca de 2% do hidrogênio no universo estava na forma atômica neutra neste momento, amplamente consistente com outras medições”, disse Shabbir Shaikh, membro da equipe, da Universidade Estadual do Arizona. “Ao medir como esse hidrogénio é distribuído e agrupado, o CHIME dá-nos uma nova forma de testar a nossa compreensão de como as galáxias se formam e evoluem.”
O CHIME já coletou sete anos de dados e, usando-os, a equipe espera investigar a distribuição do hidrogênio até 3 bilhões de anos após o Big Bang.
A pesquisa da equipe foi publicada em dois papéis em O Jornal Astrofísico.
