Idade do universo

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Idade do universo é o tempo decorrido entre o Big Bang até o presente momento. Há alguns anos, a sonda WMAP coletou dados que levaram astrônomos chegarem a conclusão de que os dados da sonda aceitava a determinação da idade do Universo em 13,73 (± 0,12) bilhões (ou mil milhões em Portugal) de anos[1][2][3][4], entretanto, com base em dados coletados pelo satélite Planck, da Agência Espacial Europeia (ESA), que entre 2009 e 2013 mapeou o céu em busca de pequenas variações na chamada radiação cósmica de fundo, foi descoberto que o Universo é quase 100 milhões de anos mais velho. As interpretações de observações astronômicas em 2014 indicaram que a idade do Universo é de 13.82 bilhões de anos[5].

A idade dos elementos químicos[editar | editar código-fonte]

Para se determinar a idade do universo é medida a abundância do Rênio-187 (Re187), que decai no Ósmio-187 (Os187) com uma meia-vida de 40 bilhões de anos. É importante dizer que os dois elementos acima são isóbaros e que a análise da abundância desses elementos fornece uma estimativa para a idade do Universo que vai de 11,6 a 17,5 bilhões de anos. Existem outros elementos que também são usados para fazer esse cálculo, como Urânio (U238) com sua meia-vida de 4,468 bilhões de anos e o Tório (Th232) com sua meia-vida de 14,05 bilhões de anos. A análise desses dois elementos nos dão uma outra expectativa da idade do Universo, que é 14,5+2.8-2.2.[4][6]

Aplicação do decaimento radioativo para a apuração da idade das estrelas[editar | editar código-fonte]

A idade de algumas estrelas já conhecidas como CS 22892-052 e HD 115444 que é de 15,6 ± 4,6 bilhões de anos[7]. Já a estrela CS 31082-001 tem uma idade de 12,5 ± 3 bilhões de anos de acordo com o decaimento do Urânio (Ur238). Depois pelo método do decaimento do Urânio e do Tório foi obtido um valor para a idade dessa estrela que é 14,1 ± 2,5 bilhões de anos.[8][9][10]

Idade dos aglomerados estelares antigos[editar | editar código-fonte]

Quando há a transformação do Hidrogênio (H) em Hélio (He) no núcleo das estrelas temos a nucleossíntese, essa estrela se enquadra em uma pequena curva do diagrama criado por Hertzsprung e Russell (Diagrama de Hertzsprung-Russell). Essa curva também é conhecida como a "sequência principal" uma vez que a maioria das estrelas do Universo são encontradas em seu ciclo de vida nesta fase. Uma vez que sua luminosidade (L) varia proporcionalmente a uma potência de sua massa entre M3 e M4, o tempo (T) de vida da estrela pode ser calculado pela fórmula T = K/L0.7 onde K é uma constante e T proporcional ao inverso de L0.7. estelar.

Assim, na sequência principal se você medir a luminosidade da estrela mais brilhante, conseguirá definir a idade limite do aglomerado

Assim esta fórmula sem distorção, só é aplicada a aglomerados estelares com milhares de membros e a idade do aglomerado é praticamente igual a K/Lmax0.7 Usando esse método nos aglomerados globulares, Chaboyer, Demarque, Kernan e Krauss calcularam 12,07 bilhões de anos sendo 95% de certeza da idade mínima do Universo [11]. Gratton et al. calcularam calcularam idades entre 8,5 e 13,3 bilhões de anos sendo mais provável 12,1[12]. Reid obteve a estimativa entre 11 e 13 bilhões de anos e Chaboyer et al. estabeleceram 11,5 ± 1,3 bilhões de anos para a idade média do mais velho dos aglomerados.[13][14]

Idade das anãs brancas[editar | editar código-fonte]

Uma anã-branca é um objeto com a massa equivalente ao nosso Sol e raio da ordem de grandeza da Terra. A densidade de uma anã branca é um milhão de vezes maior que a da água. As anãs-brancas brilham como resultado do seu calor residual. As anãs-brancas mais antigas são mais frias e menos brilhantes. Pesquisando e medindo a idade das anãs brancas no aglomerado globular M4[15]. Em 2004, Hans et al. apuraram a idade de 12,1 ± 0,9 bilhões de anos para a M4 e consequentemente, considerando o tempo entre o Big Bang e a formação da M4, estimaram a idade do Universo em 12,8 ± 1,1 bilhões de anos.[16]

Estimativa a partir de medidas da radiação cósmica de fundo em micro-ondas[editar | editar código-fonte]

Imagem do WMAP da radiação cósmica de fundo em micro-ondas.

A radiação cósmica de fundo em micro-ondas parece vir uniformemente de todas as direções (é claro que existem vários tipos de fontes que emitem micro-ondas, dentre elas existem a poeira cósmica aquecida, as estrelas, as galáxias e até mesmo elétrons livres espiralando nas linhas dos campos magnéticos – mas estes possuem características distintas, assim podendo ser retiradas da equação). Essas micro-ondas foram originadas nos elétrons que encheram o Universo há muito tempo, bem antes de terem se combinado com os prótons livres para formar os átomos neutros de hidrogênio. Naquela ocasião a matéria comum do Universo é composta apenas de gás (plasma, na verdade), com uma temperatura praticamente igual em todos os lugares havendo equilíbrio térmico , e emitia a radiação de um corpo negro.

Assim que o plasma tornou-se um gás neutro, a radiação térmica ficou livre para fluir pelo cosmo, isso ocorreu quando o Universo tinha cerca de 380.000 anos de idade e uma pequena parte desta radiação pode ser observada hoje em dia, através de instrumentos diferentes e sensíveis tais como a sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Project (WMAP) e a sonda criogênica PLANCK[17]. Nós conseguimos detectar essa radiação na faixa do espectro das microondas por causa do Efeito Doppler, desviando a freqüência para o vermelho, causado pela expansão do Universo[18]. A radiação cósmica de microondas de fundo (CMB - Cosmic Micro Wave Background Radiation) é a mais perfeita radiação de corpo negro conhecida, mas não se trata de um corpo negro perfeito. A CMB tem um pólo quente e um mais frio, devido ao movimento de nosso sistema solar mais a galáxia[19][20]. Ela também apresenta flutuações da ordem de 1 até 10 µK (micro-Kelvin), o que parece ruído aleatório para nós (ruído branco). Mas a CMB não é aleatória, ao contrario, ela nos mostra os processos físicos primordiais, a maior parte do tempo onde os fótons tornaram-se livres para fluir (alguns são devido aos efeitos da massa e energia ao longo do caminho entre o plasma primordial e nós).

Conteudo-do-Universo-antes-e-agora

Pela análise criteriosa das flutuações da CMB, a densidade da matéria junto com a energia escura dos primórdios do Universo, pode ser enfim calculada, assim como a composição da matéria primordial (matéria comum, neutrinos e matéria escura). Colocando-se estas estimativas nas equações da Teoria da Relatividade Geral temos os resultados da dimensão da velocidade de expansão do Universo. Compare então tais resultados com a Constante de Hubble que foi recentemente recalculada, e que mede como o Universo se expande, assim temos a noção da idade do Big Bang.[21][18][22]

Referências

  1. «The Age of the Universe with New Accuracy». Consultado em 2006-12-29. 
  2. «Qual a idade do Universo». Consultado em 2010-01-13. 
  3. Chang, Kenneth. (2008-03-09). "Gauging Age of Universe Becomes More Precise". New York Times.
  4. a b «Como medir a idade do Universo». 
  5. The Universe Is 13.82 Billion Years Old publicado em 28/3/2014 por PHIL PLAIT [1]
  6. «The U/Th production ratio and the age of the Milky Way from meteorites and Galactic halo stars». 
  7. «R-Process Abundances and Chronometers in Metal-Poor Stars». 
  8. «How Old is the Universe?». 
  9. «Uranium-238: A new stellar chronometer». 
  10. «The r-process in the neutrino winds of core-collapse supernovae and U-Th cosmochronology». 
  11. «A Lower Limit on the Age of the Universe». 
  12. «Ages of Globular Clusters from Hipparcos Parallaxes of Local Subdwarfs». 
  13. «Younger and brighter - New distances to globular clusters based on Hipparcos parallax measurements of local subdwarfs». 
  14. «The Age Of Globular Clusters In Light Of Hipparcos: Resolving the Age Problem?». 
  15. «Hubble Uncovers Oldest "Clocks" In Space To Read Age Of Universe». 
  16. «HST Observations of the White Dwarf Cooling Sequence of M4». 
  17. «Planck: a nave espacial criogênica atingiu seu destino no ponto de Lagrange L2». 
  18. a b «Expanding Universe». 
  19. «The Solar System». 
  20. «Galaxies». 
  21. «A taxa de expansão do Universo foi recalculada com o dobro da precisão». 
  22. «SAO/NASA ADS Astronomy Abstract Service».