Os Objetivos da Missão PLANCK e Seus Impactos na Cosmologia

A vertigem de voltar aos confins observáveis do cosmos Em Paris alguns cientistas apresentaram o mapa do fundo cósmico em microondas realizada com uma exatidão impensáveis e comunicaram as primeiras conclusões das numerosas pesquisas conduzidas a partir dos dados vindos do PLANCK Imediatamente depois da entrevista procuramos Marco Bersanelli um dos principais responsáveis da missão e Instrument Scientist de um dos dois instrumentos do PLANCK LFI Low Frequency Instrument Quais eram os objetivos da missão PLANCK quais eram as perguntas e em que sentido eram cruciais para a nossa compreensão da história do universo São três tipos de objetivo Primeiro desfrutar daquela riqueza de informações que é o fundo cósmico de microondas para medir com alta precisão os parâmetros cosmológicos fundamentais Para entender melhor se trata de medir um punhado de parâmetros apenas seis valores que estão na base do nosso modelo standard da cosmologia e que até agora explicam bem todas as observações obtidas Seis números dos quais dependem as grandes linhas da história do universo a sua composição a sua geometria Em segundo lugar quisemos verificar a confiabilidade da teoria da inflação segundo a qual o universo teria atravessado uma expansão exponencial nas primeiríssimas frações de segundo depois do início falamos de 1035 segundos um instante inconcebível O modo de verificar esse objetivo com as mensurações do PLANCK foram em parte esclarecidas durante o projeto à medida que a teoria progredia e nós mesmos nos dávamos conta das potencialidades dos nossos instrumentos efetuamos também algumas mudanças durante o trabalho como o potencialização da polarização para otimizar o instrumento neste sentido Enfim é preciso lembrar que o PLANCK graças à sua sensibilidade sem precedentes vai sondar aspectos inexplorados do cosmos uma terra desconhecida então é possível encontrar alguma coisa que não se espera Ou seja o terceiro tipo de objetivo é simplesmente o imprevisto descobrir alguma coisa que ninguém imaginava Na reconstrução da história do universo até a que idade podemos chegar graças às observações de instrumentos como os seus Conseguiremos vislumbrar o Big Bang PLANCK mede o fundo cósmico de microondas a primeira luz que se propagou livremente no espaço pouco depois do nascimento do universo cerca de 14 bilhões de anos atrás Mas há um espaço de tempo bem definido entre o início real considerado o Big Bang e o momento que esta luz primitiva se liberou cerca de 380 mil anos O fundo de microondas nos vem de uma última fronteira diretamente observável um horizonte espaçotemporal além do qual o universo é opaco à luz O que está além é invisível PLANCK nos mostra diretamente o universo naquele instante quando tinha uma idade de 380 mil anos 0003 da idade atual seria como voltar à idade de poucas semanas de vida em relação a um adulto de 50 anos Este é um limite intrínseco mesmo se PLANCK fosse mil vezes um milhão de vezes mais potente não poderia superar esse limite Seria como procurar ver melhor através da neblina usando uma lente ou um microscópio não há nada a fazer Mas além de ser um limite aquela fronteira é também o maior tesouro de conhecimento que a natureza nos dá graças aos seus extraordinários instrumentos PLANCK construiu o mapa dessa fronteira com extrema precisão e nos mostra as pequenas flutuações de densidade que naquela época agitavam o plasma primordial um pouco como as ondas sobre a superfície do mar Analisando em detalhes a estatística daquelas flutuações podemos extrapolar muitas propriedades daquele mar cósmico primitivo É como observar ondulações sobre uma superfície líquida dependendo de como se apresentam podemos deduzir a densidade do líquido a profundidade o grau de uniformidade as correntes internas etc A nossa superfície é o confim fronteira do universo observável e dos seus detalhes podemos deduzir os ingredientes do cosmos a sua geometria e chegar a fenômenos ocorridos nas primeiras frações de segundo depois do início do tempo Vamos aos resultados reais como se pode sintetizar em termos não especializados Uma mistura de confirmações surpreendentes e surpresas notáveis Antes de qualquer coisa o PLANCK confirmou de modo espetacular a validade do modelo padrão e forneceu valores muito mais precisos dos parâmetros cósmicos fundamentais Descobrimos que a matéria comum de que são feitas as estrelas as galáxias e todo o mundo conhecido incluindo nós mesmos constitui só 49 do conteúdo de matéria e energia do universo A presença da matéria escura não só foi confirmada mas pesa mais do que o previsto é 268 do total quase um quinto a mais do que se pensava O resto é a contribuição da energia escura a misteriosa força responsável pela aceleração cósmica Tudo isso fornece também uma data de nascimento bem precisa para o nosso universo 1382 bilhões de anos com uma precisão louca de 04 Embora estejamos ainda no início é um passo notável na compreensão do universo nos seus primeiros instantes E a surpresa Neste quadro de grande regularidade os mapas de PLANCK também revelaram algumas surpresas Indícios discretos quase imperceptíveis mas que podem ser sinais de algo mais profundo Um dos pilares da cosmologia moderna é o chamado princípio cosmológico ou o pressuposto que em larga escala o universo é substancialmente em toda parte igual a si mesmo Mas PLANCK revelou alguma rachadura nessa suposição fundamental Por exemplo se observa uma leve mas bem mensurável assimetria entre um hemisfério e outro do céu Outro elemento surpreendente é a presença de uma ampla região fria cuja relevância não se enquadra na estatística geral Também as flutuações em grandes escalas angulares que correspondem a máximas dimensões sondadas do universo comparadas a flutuações em escalas menores demonstram uma amplitude inferior ao previsto Parte desta anomalia já tinham sido notadas pelo satélite WMAP predecessor do PLANCK mas achavam que seria algum efeito instrumental falso e foram quase totalmente ignorados PLANCK ao invés mostrou com clareza que se trata de fenômenos reais que requerem uma explicação crível que porém neste momento ainda não temos Está satisfeito com o que surgiu da análise dos dados E quais perguntas ainda restam ou foram abertas à luz dos resultados apresentados hoje É uma grande satisfação E junto tremor porque a aventura não acabou na verdade É extraordinário ver ao vivo o universo recémnascido com uma definição sem precedentes É um pouco como desembarcar pela primeira em um continente desconhecido Os mapas do PLANCK trazem sinais inequívocos de processos que aconteceram no início da história cósmica e nos permitem sondar as primeiríssimas frações de segundo depois do início Consolidase e se precisa um modelo padrão O universo inicial era de uma simplicidade desconcertante Podemos retomar suas características globais em poucos traços muito bem delineados E como frequentemente acontece na história da ciência nem se terminou de consolidar um passo e já surgem novas perguntas PLANCK nos mostrou anomalias e estranhezas que ninguém esperava cuja natureza no momento escapa de qualquer explicação Como descrever a experiência vivida pessoalmente e com os outros cientistas nestes anos desde que começou o projeto De fato além de um desafio tecnológico e científico PLANCK é também uma incrível aventura humana Vinte anos mais de 400 cientistas um único objetivo comum Digo sempre que existe uma coisa mais importante que construir um experimento é que construindo aquele experimento construímos a nós mesmos Isso aconteceu comigo com PLANCK em todos esses anos e está acontecendo ainda graças a pessoas extraordinárias mestres que estão à minha frente assim como jovens pesquisadores excelentes Não gostaria de dar a ideia de um mundo idílico Nestes 20 anos houve momentos de cansaço de desilusão de desânimo Mas é justamente isso não prevaleceu o desânimo Nós nos ajudamos de qualquer modo Um sozinho não teria chegado tão longe Na dificuldade tem sempre alguém que tem mais claro o objetivo talvez alguém mais jovem que você um estudante que mostra que vale a pena que lhe lembra que privilégio você tem de fazer o que está fazendo Consciente do limite do que somos do pouco que conseguiremos entender Porque você se sente sempre no início E como eu dizia antes estamos ainda trabalhando aliás agora mais que nunca A aventura ainda não acabou