Grande dia para a Cosmologia: release dos resultados do Planck spacecraft


Desde que comecei a fazer iniciação científica em Cosmologia, por volta de 2004, ouço falar da importância dos resultados do Planck, um satélite desenvolvido pela Agência Espacial Européia ( ESA) cujo principal objetivo é fazer o mapeamento da chamada radiação cósmica de fundo (RCF), uma relíquia dos primórdios do universo que nos ajuda a entender como o cosmos surgiu, evoluiu e até mesmo como será seu futuro. Hoje, 3 dias após minha defesa de doutorado, os tão esperados resultados foram disponibilizados.

O Planck spacecraft é o sucessor natural do COBE e do WMAP, este último em atividade até hoje, tendo seus resultados mais recentes sido lançados pouco antes do último natal. É impressionante notarmos que há menos de 50 anos atrás, a imagem que tínhamos da RCF era um grande borrão verde:

penzias1965

Em 1965, Penzias e Wilson descobriram de maneira acidental a existência da RCF, e a figura acima é uma simulação do que os mesmos teriam observado se tivessem realizado um mapeamento completo do céu, o que não foi o caso na época.

Repare a evolução obtida com o satélite COBE:

cobe

As diferanças nas cores indicam flutuações de temperatura em relação ao valor médio, aproximadamente 2,7 Kelvin. Com o WMAP, a resolução ficou ainda maior, e conseguimos enxergar ainda mais detalhes:

wmap2

Os resultados liberados hoje são os mais precisos de todos os tempos. Uma comparação qualitativa entre a resolução do WMAP e Planck pode ser vista abaixo:

BF4CbduCcAEqw7m

 E o que pode ser aprendido desses resultados mais precisos? Das medições da radiação cósmica de fundo pode-se inferir diversos parâmetros cosmológicos importantes  que nos permite testar nossos melhores modelos cosmológicos, como o chamado modelo do “big bang” (mais formalmente conhecido como modelo cosmológico padrão) e o seu complemento (como um update de correções hehe), o modelo da inflação do universo.

Do ponto de vista mais técnico, o Planck confirmou que estávamos no caminho certo. Houveram mudanças significativas em relação ao 9-year WMAP, mas nenhum resultado que mude completamente nossa direção. Talvez o resultado mais contundente tenha sido a determinação de um f_{NL} compatível com zero, ou seja, modelos que prevêem grande não-gaussianidade parecem desfavorecidos pelas observações. Como no 9 year Wmap, novamente não foi encontrado evidências significativas para a existência de um índice espectral dependente de escala (n_s'). A razão tensorial para escalar continua praticamente a mesma, com seu limite superior dado por r<0.12. A exclusão de potenciais polinomiais no contexto da inflação fria também não mudou, como pode ser visto na figura abaixo. Potenciais do tipo V \propto \phi^p com p>2 estão completamente descartados, enquanto que o caso p=2 só é compatível com as observações no caso N=60.

planck_potentials

Nesse pequeno comentário me concentrei nos aspectos voltados para o universo primordial, relacionados principalmente ao modelo inflacionário. Esses e MUITOS outros resultados podem ser encontrados no conjunto de papers publicados hoje no site da ESA: http://www.sciops.esa.int/index.php?project=PLANCK&page=Planck_Published_Papers.

Ps.: Esta última figura foi extraída do artigo contendo os resultados cosmológicos, no link acima. Todas as outras foram copiadas dos sites das respectivas missões espaciais.

Até a próxima!

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