Cosmologia
Pesquisadores do INPE colaboram com vencedor do Nobel de Física
George Smoot, um dos vencedores do Prêmio Nobel de Física de 2006, colabora com cientistas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) em seus estudos sobre a Radiação Cósmica de Fundo (RCF) em microondas e sobre os sinais emitidos pela nossa galáxia, a Via Láctea, que contaminam o sinal da RCF. A colaboração entre os pesquisadores brasileiros e a equipe do cientista americano começou com o lançamento, pelo INPE, de um protótipo do instrumento DMR (Differential Microwave Radiometer), um dos experimentos a bordo do satélite COBE (COsmic Background Explorer), da NASA, que foi desenvolvido por Smoot e seu grupo com a participação do Instituto. Foram os dados obtidos por este satélite científico que resultaram no trabalho merecedor do Nobel.
"O protótipo do DMR foi lançado a bordo de um balão estratosférico do campus do INPE em Cachoeira Paulista, em novembro de 1982. Desde essa época, o nosso grupo colabora com o Dr. Smoot", conta Thyrso Villela, pesquisador da Divisão de Astrofísica do INPE, destacando que atualmente esse mesmo grupo mantém estreita colaboração com a equipe de Smoot por meio do experimento GEM (Galactic Emission Mapping). Este é um instrumento que observa o céu em microondas em busca de sinais que interferem nas medidas da RCF.
O Prêmio Nobel de Física foi anunciado pela Academia Real de Ciências da Suécia nesta terça-feira (3/10). George Smoot, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, na Califórnia, dividirá o prêmio de aproximadamente R$ 3 milhões com o também americano John Mather, do Centro de Vôo Espacial Goddard, da NASA, a agência espacial americana. "Eles foram agraciados com o Nobel devido aos seus estudos sobre a radiação cósmica de fundo em microondas, que, por meio das medidas realizadas pelo satélite COBE, ajudaram a ciência a entender melhor a ‘infância’ do Universo", explica o Dr. Thyrso Villela.
O satélite COBE foi lançado pela NASA em 1989 e os dados coletados por seus instrumentos revolucionaram o estudo da cosmologia. Na época, o desafio era medir, no céu, minúsculas flutuações de temperatura, da ordem de centésimos de milésimo de grau Celsius, conhecidas como anisotropias na distribuição angular da RCF. Foi uma longa aventura vivida pela comunidade astrofísica para medir esse sinal, ligando, de forma definitiva e clara, o desenvolvimento tecnológico à pesquisa básica, que tenta responder as questões mais intrigantes da humanidade, como a explicação de sua origem. Para produzir ciência de boa qualidade, o COBE forçou o desenvolvimento de várias tecnologias que hoje encontram aplicações em várias outras áreas.
"A premiação dos astrofísicos George Smoot e John Mather com o Nobel de Física representa um grande reconhecimento da importância de se colocar satélites com experimentos científicos em órbita da Terra. O pequeno satélite COBE permitiu a detecção de sinais cósmicos que propiciaram um enorme avanço no nosso conhecimento sobre épocas remotas história do Universo", declara João Braga, coordenador de Gestão Científica do INPE.
As pesquisas de Smoot e Mather ajudaram a consolidar a teoria do ‘big bang’ para a formação do Universo. Isto porque os dados obtidos a partir do satélite COBE foram usados para estudar a distribuição da RCF no céu cerca de 370 mil anos após a origem do Universo. A RCF pode ser considerada um resíduo dos estágios iniciais do Universo, uma espécie de "eco" da explosão inicial, como definiram os astrofísicos.
O mapeamento da RCF é importante para explicar a formação das estruturas no Universo, como as galáxias. Desde então, novos experimentos vêm sendo desenvolvidos por cientistas do mundo todo para melhor entender as propriedades dessa radiação e também medir outros sinais cósmicos, como os provenientes da nossa própria galáxia, que contaminam o sinal da RCF. Um destes é o GEM, que está operando atualmente no INPE de Cachoeira Paulista.
Com os resultados do COBE, duas das propriedades da RCF (espectro e distribuição angular) foram reveladas de forma espetacular. A última fronteira em termos de estudos da RCF está nas medidas de outra propriedade: a polarização. O problema é que esse sinal é da ordem de dez a cem vezes mais fraco do que as anisotropias medidas pelo DMR e é contaminado pela emissão em microondas da nossa galáxia. O experimento GEM observa o céu em microondas, com o auxílio de uma antena de 5,5 m de diâmetro, em busca de sinais que possam interferir nas medidas da RCF. Ele mapeia o céu visto do Hemisfério Sul, o que inclui a região do Centro Galáctico e regiões praticamente isentas de emissão da Via Láctea. Seus dados visam quantificar as propriedades espectrais e espaciais da emissão da nossa galáxia em microondas.
Mais informações sobre o Prêmio Nobel em http://nobelprize.org.
