Opinião do CNRS sobre o pesquisador Jean-Pierre Petit
Neste dossier, publicado em seu boletim, o CNRS exprime sua opinião sobre os trabalhos de astrofísica e cosmologia de Jean-Pierre Petit
8 de março de 2005
| E | n
| 1998, o terremoto aconteceu, conta Pierre Astier, do Laboratório de Física Nuclear e Altas Energias: a expansão do Universo está acelerando sob a influência de uma misteriosa | energia escura | . Esta contaria cerca de 70% do cosmos. E ignoramos totalmente sua composição. Até então, sabíamos, no âmbito da teoria do Big Bang e à luz da relatividade geral de Albert Einstein, que o Universo se expandia de forma regular sob a impulso de uma "explosão" inicial. Desde então, o trabalho dos pesquisadores se resumia a catalogar o conteúdo do cosmos para o "pesar" e determinar se a expansão poderia parar, sob a influência | da gravidade. Mas há sete anos, as ideias foram reviradas. Duas equipes independentes entraram em cena: o Supernovae Cosmologic Project e a High z Supernova search team. Elas observaram cerca de cinquenta explosões de estrelas distantes (distribuídas entre 1 e 6 bilhões de anos |
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luz). assimiladas a supernovas do tipo Ia, ou seja, explosões nucleares naturais. Esses fenômenos raros são chamados de "velas padrão", pois sua luminosidade absoluta e é possível
A observação de supernovas distantes do tipo Ia (aqui SN1994D, embaixo e à esquerda da imagem, permitiu aos astrofísicos constatar que o universo estava se expandindo
determinar sua distância por dois métodos diferentes. No entanto, durante as observações de 1998, as supernovas mais distantes tinham uma luz mais fraca do que a esperada em um universo cuja expansão é exclusivamente devido à matéria. Assim, uma conclusão se impõe. A aparente fraqueza da luminosidade se explica pelo afastamento do astro. Sua galáxia hospedeira está a uma distância maior do que se pensava. O Universo, portanto, deve ter se expandido mais rápido do que previsto. Para explicar o fenômeno, é necessário inventar uma misteriosa energia escura que dá um impulso à expansão. Essa descoberta iria abalar a teoria do Big Bang? "Nem um pouco. Ela reacende o interesse e adiciona sabor", tranquiliza Pierre Astier.
| D | epuis
1998, duas confirmações da aceleração vieram, de fato, reforçar a hipótese. E "os últimos resultados indicam que esse regime de expansão prevalece há cerca de quatro a cinco bilhões de anos, ou seja, 35% da história do Universo", diz o físico, que pertence ao grupo de pesquisa criado por Reynald Pain, o único francês que participou da epopeia do Supernova Cosmology Project americano. Os pesquisadores franceses agora utilizam vários telescópios, incluindo o Canada-France-Hawaii e o Very Large Telescope europeu do Chile. A busca por supernovas distantes tornou-se um desafio importante para esses instrumentos de observação. A ambição? "Descobrir centenas", se anima Pierre Astier. Isso é incontornável se quiser estimar como a aceleração da expansão evoluiu no passado. Alguns físicos veem nessa força repulsiva a assinatura do que chamam de "energia do vácuo".
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desde 1998, duas confirmações da aceleração vieram, de fato, reforçar a hipótese. E "os últimos resultados indicam que esse regime de expansão prevalece há cerca de quatro a cinco bilhões de anos, ou seja, 35% da história do Universo", diz o físico, que pertence ao grupo de pesquisa criado por Reynald Pain, o único francês que participou da epopeia do Supernova Cosmology Project americano. Os pesquisadores franceses agora utilizam vários telescópios, incluindo o Canada-France-Hawaii e o Very Large Telescope europeu do Chile. A busca por supernovas distantes tornou-se um desafio importante para esses instrumentos de observação. A ambição? "Descobrir centenas", se anima Pierre Astier. Isso é incontornável se quiser estimar como a aceleração da expansão evoluiu no passado. Alguns físicos veem nessa força repulsiva a assinatura do que chamam de "energia do vácuo".
ela reflete a incrível agitação quântica do cosmos em pequena escala. Explicações os cientistas veem o vácuo - "o que resta quando se retira tudo" - como um meio estranho. O vazio absoluto não existe. Aparecem continuamente partículas e antipartículas virtuais. Esses objetos se criam e se desintegram imediatamente. A eles está associada uma energia irredutível chamada "nível fundamental" ou, de forma mais simples, "energia do vácuo". E, segundo uma experiência proposta em 1948 pelo holandês Hendrick Casimir, a energia do vácuo se comporta como uma pressão. Uma força de repulsão. Daí a ideia de identificá-la com a energia escura, que parece "romper" o Universo.
ela reflete a incrível agitação quântica do cosmos em pequena escala. Explicações os cientistas veem o vácuo - "o que resta quando se retira tudo" - como um meio estranho. O vazio absoluto não existe. Aparecem continuamente partículas e antipartículas virtuais. Esses objetos se criam e se desintegram imediatamente. A eles está associada uma energia irredutível chamada "nível fundamental" ou, de forma mais simples, "energia do vácuo". E, segundo uma experiência proposta em 1948 pelo holandês Hendrick Casimir, a energia do vácuo se comporta como uma pressão. Uma força de repulsão. Daí a ideia de identificá-la com a energia escura, que parece "romper" o Universo.
para outros, se a energia escura evolui no tempo, ela poderia corresponder a todo um zoológico de objetos exóticos constituindo a quintessência ou "quinta essência", ao lado das quatro forças fundamentais (ver página 28). Compreende-se, assim, que o destino de todo o cosmos está em jogo. Torna-se urgente esclarecer as ambiguidades. Com os projetos em andamento, a equipe francesa pretende detectar 600 novas supernovas em cinco anos. Por sua vez, o telescópio espacial Hubble descobriu dezesseis supernovas em 2003. Que o melhor ganhe na busca pela energia escura!
Frédéric Guérin
CONTATO
Pierre Astier, astier
in2p3.fr
| D | ’une
| parte, a observação da rotação das galáxias confirmou a presença de um halo de matéria escura dez vezes mais massivo que as estrelas. Por outro lado, os aglomerados contêm um gás quente aquecido a milhões de graus. As medições em raios X dos satélites Chandra (Nasal e XMM (Europa) apontam aqui para uma quantidade de matéria escura cem vezes maior que a matéria visível. Finalmente, outra ferramenta se provou recentemente: as lentes gravitacionais, esses miragens naturais previstos pela relatividade, proporcionam um poderoso meio para sondar a geometria do Universo. Ao observar os efeitos de microlentes, foi possível determinar que a matéria escura galáctica não se compõe de átomos no sentido clássico do termo, com núcleo O (prótons e nêutrons) e elétrons! Batizaram-se de Machos (Massive Halo Compact Objects) esses objetos enigmáticos, e os pesquisadores avaliaram que eles contam para menos de 10% da quantidade total de matéria que habita nossa galáxia. Assim, o que compõe o restante do conteúdo do cosmos que não corresponde a nenhum núcleo atômico nem a nenhuma partícula conhecida? Ninguém sabe, mas ideias estão se formando. Os físicos já têm um candidato na cabeça: o neutralino, diretamente vindo do mundo da supersimetria (ver p. 29), uma extensão possível do "modelo padrão das partículas", cujas assinaturas são buscadas nos grandes aceleradores. Sua interação com a matéria ordinária seria muito fraca. Hoje, segundo os últimos dados disponíveis, o Universo que nos cerca se decompõe assim: |
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70% de energia escura de natureza e composição desconhecidas, que acelera a expansão, mas não se dilui - 25% de matéria escura exótica (neutralinos da supersimetria?) que se dilui com a expansão
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4,5% de matéria ordinária, cuja essência é escura e não brilha. As estrelas e a matéria visível por seus raios ou por sua absorção da luz contam apenas para 0,5%. Os elementos químicos pesados como o carbono, o nitrogênio, o oxigênio, o silício e o ferro representariam 0,03%. São os constituintes da Terra e da vida.
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0,3% ou menos de matéria escura quente na forma de neutrinos, abundantes, mas pouco massivos.
F.G.
uma parte, a observação da rotação das galáxias confirmou a presença de um halo de matéria escura dez vezes mais massivo que as estrelas. Por outro lado, os aglomerados contêm um gás quente aquecido a milhões de graus. As medições em raios X dos satélites Chandra (Nasal e XMM (Europa) apontam aqui para uma quantidade de matéria escura cem vezes maior que a matéria visível. Finalmente, outra ferramenta se provou recentemente: as lentes gravitacionais, esses miragens naturais previstos pela relatividade, proporcionam um poderoso meio para sondar a geometria do Universo. Ao observar os efeitos de microlentes, foi possível determinar que a matéria escura galáctica não se compõe de átomos no sentido clássico do termo, com núcleo O (prótons e nêutrons) e elétrons! Batizaram-se de Machos (Massive Halo Compact Objects) esses objetos enigmáticos, e os pesquisadores avaliaram que eles contam para menos de 10% da quantidade total de matéria que habita nossa galáxia. Assim, o que compõe o restante do conteúdo do cosmos que não corresponde a nenhum núcleo atômico nem a nenhuma partícula conhecida? Ninguém sabe, mas ideias estão se formando. Os físicos já têm um candidato na cabeça: o neutralino, diretamente vindo do mundo da supersimetria (ver p. 29), uma extensão possível do "modelo padrão das partículas", cujas assinaturas são buscadas nos grandes aceleradores. Sua interação com a matéria ordinária seria muito fraca. Hoje, segundo os últimos dados disponíveis, o Universo que nos cerca se decompõe assim:
uma parte, a observação da rotação das galáxias confirmou a presença de um halo de matéria escura dez vezes mais massivo que as estrelas. Por outro lado, os aglomerados contêm um gás quente aquecido a milhões de graus. As medições em raios X dos satélites Chandra (Nasal e XMM (Europa) apontam aqui para uma quantidade de matéria escura cem vezes maior que a matéria visível. Finalmente, outra ferramenta se provou recentemente: as lentes gravitacionais, esses miragens naturais previstos pela relatividade, proporcionam um poderoso meio para sondar a geometria do Universo. Ao observar os efeitos de microlentes, foi possível determinar que a matéria escura galáctica não se compõe de átomos no sentido clássico do termo, com núcleo O (prótons e nêutrons) e elétrons! Batizaram-se de Machos (Massive Halo Compact Objects) esses objetos enigmáticos, e os pesquisadores avaliaram que eles contam para menos de 10% da quantidade total de matéria que habita nossa galáxia. Assim, o que compõe o restante do conteúdo do cosmos que não corresponde a nenhum núcleo atômico nem a nenhuma partícula conhecida? Ninguém sabe, mas ideias estão se formando. Os físicos já têm um candidato na cabeça: o neutralino, diretamente vindo do mundo da supersimetria (ver p. 29), uma extensão possível do "modelo padrão das partículas", cujas assinaturas são buscadas nos grandes aceleradores. Sua interação com a matéria ordinária seria muito fraca. Hoje, segundo os últimos dados disponíveis, o Universo que nos cerca se decompõe assim:
Vers "Opinião do CNRS sobre os trabalhos de Jacques Benveniste"
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