O elegante teste de Tolman

Richard C. Tolman (Science History Institute via Wikimedia Commons via Picryl)

por Reason to Believe

1º de janeiro de 2002

A característica cósmica mais amplamente descrita na Bíblia é a expansão contínua do universo. [1] Nenhum outro livro sagrado das religiões do mundo descreve esta característica, nem foi prevista por estudiosos seculares antes do desenvolvimento da teoria da relatividade geral de Einstein. [2] Portanto, as evidências de um universo em contínua expansão fornecem uma ferramenta impressionante para demonstrar a inspiração divina da Bíblia. Essas evidências receberam um enorme impulso.

Existem muitas linhas de prova para demonstrar que o universo está se expandindo. As velocidades com que as galáxias se afastam umas das outras, as verificações da relatividade geral, a idade relativa e a aglomeração de galáxias vistas a distâncias maiores (portanto, mais atrás no tempo), o arrefecimento mensurável da radiação cósmica de fundo — estes quatro oferecem uma amostragem. [3] Richard Tolman, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, propôs um dos melhores testes já em 1930, um teste que envolvia a medição do brilho da superfície das galáxias. [4]

Os astrônomos consideram o teste de Tolman o mais elegante dos testes do universo em expansão devido à sua independência de outros parâmetros cosmológicos. O brilho da superfície é simplesmente a luminosidade de um objeto dividida pelo seu raio elevado ao quadrado. Quaisquer ajustes exigidos por efeitos geométricos, como a curvatura do espaço, impactariam a luminosidade e o raio ao quadrado de forma idêntica. Assim, todos esses efeitos simplesmente se anulariam.

O teste de Tolman é elegante por uma segunda razão. Prevê uma enorme diferença nos resultados entre um universo em expansão e um universo sem expansão. Especificamente, o brilho da superfície de objetos idênticos em um universo em expansão diminui em (1 + z) quadruplicado, enquanto o brilho da superfície de objetos idênticos em um universo sem expansão diminuiria apenas em (1 + z). O “z” em cada caso representa a quantidade de “desvio para o vermelho”, ou deslocamento das linhas espectrais em direção a comprimentos de onda mais longos e mais vermelhos. [5]

O teste de Tolman, porém, tem sido difícil de aplicar tanto por razões tecnológicas como práticas. O desenvolvimento de instrumentos e técnicas para selecionar galáxias idênticas levou décadas. Só em 1990 o teste foi sequer possível e, mesmo então, o seu sucesso foi limitado pela imprecisão das medições terrestres. [6] O desejo de realizar um teste Tolman verdadeiramente robusto deu impulso ao desenvolvimento do Telescópio Espacial Hubble (Hubble Space Telescope, HST, em inglês). [7]

Ironicamente, quando o HST entrou em órbita, outros testes de expansão cósmica já tinham sido realizados com tanto sucesso que o teste de Tolman ficou bem atrás na lista de prioridades do HST. No início deste ano, porém, finalmente surgiu a oportunidade de aplicar o teste. Lori Lubin do Caltech e Allan Sandage dos Observatórios Carnegie se uniram, usando o telescópio Keck de 400 polegadas para medir os desvios para o vermelho de quase mil galáxias e o HST de 94 polegadas para medir o brilho da superfície dessas galáxias. Em vez de chapas fotográficas, eles usaram dispositivos “carregados acoplados”, muito superiores. Os seus resultados demonstraram de forma convincente que o Universo está, de fato, em contínua expansão. [8]

O teste de Tolman fornece mais uma prova de que os profetas do Antigo Testamento viam milhares de anos à frente do seu tempo, sobrenaturalmente muito à frente. Eles estavam corretos ao prever que a Terra reside em um cosmos “estendido” (Isaías 42:5). Essa evidência sólida da expansão cósmica representa apenas mais uma ferramenta para demonstrar a inspiração e a exatidão da Bíblia.

Notas de Fim

1. Hugh Ross e John Rea, “Big Bang — The Bible Taught It First!” Facts for Faith (Q3 2000), 26-32.
2. Hugh Ross, The Fingerprint of God, 2 ed. (Orange, CA: Promise, 1991), 19-59.
3. Hugh Ross, The Creator and the Cosmos, 3 ed. (Colorado Springs: NavPress, 2001), 32-63.
4. Richard C. Tolman, Relativity, Thermodynamics, and Cosmology (Oxford, UK: Oxford University Press, 1934), 467.
5. Allan Sandage e Lori M. Lubin, “The Tolman Surface Brightness Test for the Reality of the Expansion. I. Calibration of the Necessary Local Parameters”, Astronomical Journal 121 (2001): 2271.
6. Allan Sandage e Jean-Marc Perelmuter, “The Surface Brightness Test for the Expansion of the Universe. I-Properties of Petrosian Metric Diameters”, Astrophysical Journal 350 (1990): 481-91; Allan Sandage e Jean-Marc Perelmuter, “The Surface Brightness Test for the Expansion of the Universe. II-Radii, Surface Brightness, and Absolute Magnitude Correlations for Nearby E Galaxies”, Astrophysical Journal 361 (1990): 1-20; Allan Sandage e Jean-Marc Perelmuter, “The Surface Brightness Test for the Expansion of the Universe. III. Reduction of Data for the Several Brightest Galaxies in Clusters to Standard Conditions and a First Indication that the Expansion Is Real”, Astrophysical Journal 370 (1991): 455-73.
7. Allan Sandage, Large Space Telescope: A New Tool for Science, ed. P. F. Simmons (New York: AIAA, 1974), 19.
8. Allan Sandage e Lori M. Lubin, 2271-88; Lori M. Lubin e Allan Sandage, “The Tolman Surface Brightness Test for the Reality of the Expansion. II. The Effect of the Point-Spread Function and Galaxy Ellipticity on the Derived Photometric Parameters”, Astronomical Journal 121 (2001): 2289-300; Lori M. Lubin e Allan Sandage, “The Tolman Surface Brightness Test for the Reality of the Expansion. III. Hubble Space Telescope Profile and Surface Brightness Data for Early-Type Galaxies in Three High-Redshift Clusters”, Astronomical Journal 122 (2001): 1071-83; Lori M. Lubin e Allan Sandage, “The Tolman Surface Brightness Test for the Reality of the Expansion. IV. A Measurement of the Tolman Signal and the Luminosity Evolution of Early-Type Galaxies”, Astronomical Journal, 122 (2001): 1084-1103.

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Traduzido de Tolman’s Elegant Test (RTB)

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