Teoria do Estrondão Quente

Edwin Hubble (1889-1953)	Albert Einstein (1879-1955)

“O século XX foi extremamente rico em descobertas tanto na física, de uma forma geral, como na cosmologia. Foi neste século que descobriu-se a existência de galáxias e que elas constituem os tijolos das grande estruturas no Universo. Também neste século descobriu-se que o Universo está em expansão e essa grande descoberta é o tema principal desse artigo.”

a existência das galáxias: verdadeira descoberta, por Hubble, na década de 1920

a expansão do universo: interpretação possível das observações astronômicas à luz de soluções específicas da Teoria da Relatividade Geral de Einstein, também na década de 1920

Arco-íris	Espectro de intensidades

A relação entre o desvio para o vermelho e a distância para as galáxias mais brilhantes de aglomerados. As setas brancas na parte central dos espectros indicam os desvios para o vermelho. Distâncias baseadas em Ho = 50 km s-1 Mpc-1 — 1983, Observatório Palomar.	Ilustração original de Hubble em “The Observational Approach to Cosmology” — 1937.

Veja discussão de André Assis, Marcos Neves e Domingos Soares (2008) em A Cosmologia de Hubble: de um Universo Finito em Expansão a um Universo Infinito no Espaço e no Tempo

A solução da TRG — em 1916 — de Karl Schwarzschild (1873-1916). Ela vale para o exterior de uma distribuição esférica de massa.	Geometrias espaciais bidimensionais das soluções da TRG — entre 1922 e 1924 — de A. Friedmann. Elas valem no interior de um fluido homogêneo e isotrópico.	Alexander Friedmann (1888-1925).

Veja discussão por Soares (2009) em Uma pedra no caminho da Teoria da Relatividade Geral

t = 0 : o Estrondão, a singularidade inicial (T → ∞)

t < 10^{- 35} s: a inflação cósmica (T ∼ 10²⁹ K)

t ∼ 3 min: a nucleossíntese primordial (T ∼ 10⁹ K)

t ∼ 300.000 anos: o desacoplamento matéria-radiação (T ∼ 3.000 K)

t ∼ 14 bilhões de anos: HOJE (T ∼ 3 K)

O BALANÇO GERAL

Parâmetro de densidade: universo plano

			Ωo
		ΩM				ΩΛ
	ΩB		ΩNB
ΩB∗		ΩB•

matéria bariônica visível: Ω_B∗ ≅ 0,5 %

matéria bariônica escura: Ω_B• ≅ 3,5 %

matéria não bariônica: Ω_NB ≅ 26 %

energia escura: Ω_Λ ≅ 70 %

A expansão inflacionária resulta num universo “local” plano (Ωo=1, quase que exatamente). Este, como se vê, é apenas uma ínfima parte de um universo muito maior (Alan Guth, 1997, “O universo inflacionário”).

Anisotropias — ou flutuações — da Radiação de Fundo de Microondas (RFM), medidas pelos satélites COBE (1990, Cosmic Background Explorer) e WMAP (2007, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe; fonte: http://wmap.gsfc.nasa.gov/media/lenticular2007/index.html). A esfera celeste é representada bidimensionalmente por meio da projeção cartográfica de Mollweide — as áreas projetadas são proporcionalmente preservadas.

O espectro de potência das flutuações de microondas — calculado a partir da imagem acima — implica em Ωo=1, devido à posição do primeiro pico acústico na escala angular de aproximadamente 1 ° (ver, e.g., Peter Coles, Universidade de Cardiff, Reino Unido). Note o ponto discordante do ajuste teórico em l < 10, correspondente a uma escala angular de aproximadamente 90°.

Universo acelerado: o diagrama mostra o fator de escala para o universo de Friedmann crítico (curva contínua) e para um universo com uma fase acelerada em épocas cósmicas recentes (curva tracejada). A idade do universo em ambos os modelos está mostrada e corresponde ao fator de escala unitário. Note a mudança de concavidade da curva tracejada pouco antes do fator de escala igual a 1, o que indica que a expansão mudou de uma fase desacelerada para uma acelerada. (ver Soares, 2009). O modelo acelerado resolve o dilema da idade do universo.

“Esta é a nossa visão da abordagem conformista à cosmologia (do Estrondão Quente) padrão. Nós resistimos à tentação de dar nomes a alguns dos gansos líderes.” Foto retirada de “A Different Approach to Cosmology: From a Static Universe Through the Big Bang Towards Reality” (Fred Hoyle, Geoffrey Burbidge, Jayant Narlikar — 2000)

Campo Ultra Profundo Hubble, em inglês, "The Hubble Ultra Deep Field" (HUDF), imagem obtida pelo Telescópio Espacial Hubble em 2003 e 2004. A área do céu que aparece na imagem possui uma extensão equivalente a 10% do diâmetro da Lua cheia, e está localizada na constelação da Fornalha, próxima da conhecida constelação de Órion. Estima-se que HUDF contenha mais de 10.000 galáxias. As galáxias maiores são as mais próximas. A maioria das galáxias aparecem como pequenas manchas disformes. (Fonte: The Hubble Ultra Deep Field)

Fotografia obtida por Akira Fujii, onde podem ser vistas as Nuvens de Magalhães e as estrelas que apontam para elas, Sirius e Canopus. A estrela mais brilhante de todo o céu, Sirius, está acima e à direita. A constelação de Órion está abaixo e à direita de Sirius, sendo Rigel a sua estrela mais brilhante. As Três Marias são três estrelas enfileiradas logo acima e à direita de Rigel. Canopus, a segunda estrela mais brilhante do céu, está bem abaixo de Sirus, e ambas apontam para a Grande Nuvem de Magalhães. A Pequena Nuvem, mais fraca, está abaixo da Grande Nuvem, para a esquerda.