Repensando as evidências mais recentes sobre a inflação
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| Momentos iniciais do universo em expansão (Imagem gerada por IA em Google Whisk) |
Obs.: Apensar de alguns links do artigo original já não mais funcionarem, foram mantidos nesta tradução.
por Jeff Zweerink
17 de fevereiro de 2015
Em 1964, dois cientistas descobriram por acaso uma característica crucial do nosso universo: a radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMBR, cosmic microwave background radiation, em inglês). Essa descoberta destronou os modelos de estado estacionário e, simultaneamente, estabeleceu a cosmologia do Big Bang como a compreensão adequada de como o universo começou e se desenvolveu. Entretanto, a extrema uniformidade da CMBR também representava um problema. Como todas as regiões do universo poderiam ter a mesma temperatura, considerando a velocidade da luz? No início da década de 1980, os físicos Alan Guth e Andrei Linde "resolveram" esse problema postulando a inflação, um período de expansão extremamente rápida nas primeiras frações de segundo após o nascimento do universo. Então, em 2014, quase 50 anos após a descoberta da CMBR, os cientistas anunciaram com grande alarde a descoberta de evidências irrefutáveis que corroboravam esse modelo inflacionário.
Uma publicação recente mostra que a poeira no universo, e não as ondas gravitacionais da inflação, explica as evidências. O que devemos concluir dessa descoberta?
Primeiramente, a correção do anúncio entusiasmado do ano passado serve como um lembrete para termos cuidado com a propaganda exagerada e para agirmos com cautela em relação a descobertas significativas. (Felizmente, a propaganda exagerada raramente afeta periódicos técnicos ou sites de notícias científicas escritos por jornalistas científicos, como o ScienceDaily.) Neste caso, a propaganda exagerada resultou na subestimação de ressalvas importantes e na omissão de preocupações sobre a análise dos dados. Relembrando o artigo que escrevi em abril de 2014, o tom transmite a ideia de que a descoberta das ondas gravitacionais da inflação era um fato consumado. Claro, ele continha a obrigatória ressalva de que a descoberta seria confirmada por pesquisas futuras, mas meu tom comunicava muito mais certeza — principalmente porque eu esperava (e queria) evidências que confirmassem o modelo inflacionário.
Em segundo lugar, embora as evidências das ondas gravitacionais tenham se mostrado inconclusivas, ainda existe uma vasta quantidade de dados experimentais que apoiam a cosmologia inflacionária. As previsões da inflação incluem:
Na verdade, as descobertas mais recentes sobre as ondas gravitacionais alinham os níveis do BICEP2 e do Planck. [2]
Em terceiro lugar, todo o processo destaca a integridade do método científico. Quando o primeiro anúncio foi feito, muitos cientistas ficaram entusiasmados com o sinal incontestável da inflação. Outros expressaram ceticismo. Investigações mais aprofundadas revelaram que os dados não eram suficientes naquele momento para uma conclusão definitiva. As equipes do BICEP2 e do Planck uniram esforços para obter os dados necessários e realizar a análise adequada. No fim, todos concordam que, neste momento, não existem evidências conclusivas das ondas gravitacionais previstas pelos modelos inflacionários. Em última análise, os dados — e não o resultado desejado — determinaram a conclusão a que os cientistas chegaram.
Um último ponto merece ser mencionado. Os dados do BICEP2 e do Planck não mostram evidências conclusivas de ondas gravitacionais. No entanto, os dados indicam alguma presença da influência das ondas gravitacionais, mas em um nível muito pequeno para se afirmar que se trata de uma detecção significativa. Isso quer dizer que uma maior sensibilidade poderá detectar as ondas gravitacionais no futuro.
O progresso científico frequentemente envolve avanços e retrocessos. A sequência de eventos do último ano demonstra que precisamos ter cuidado com exageros injustificados, reconhecer a vasta quantidade de dados que comprovam a inflação e valorizar a integridade do progresso científico. E não podemos esquecer que a detecção das ondas gravitacionais da inflação pode estar bem próxima.
Notas de Fim
17 de fevereiro de 2015
Em 1964, dois cientistas descobriram por acaso uma característica crucial do nosso universo: a radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMBR, cosmic microwave background radiation, em inglês). Essa descoberta destronou os modelos de estado estacionário e, simultaneamente, estabeleceu a cosmologia do Big Bang como a compreensão adequada de como o universo começou e se desenvolveu. Entretanto, a extrema uniformidade da CMBR também representava um problema. Como todas as regiões do universo poderiam ter a mesma temperatura, considerando a velocidade da luz? No início da década de 1980, os físicos Alan Guth e Andrei Linde "resolveram" esse problema postulando a inflação, um período de expansão extremamente rápida nas primeiras frações de segundo após o nascimento do universo. Então, em 2014, quase 50 anos após a descoberta da CMBR, os cientistas anunciaram com grande alarde a descoberta de evidências irrefutáveis que corroboravam esse modelo inflacionário.
Uma publicação recente mostra que a poeira no universo, e não as ondas gravitacionais da inflação, explica as evidências. O que devemos concluir dessa descoberta?
Primeiramente, a correção do anúncio entusiasmado do ano passado serve como um lembrete para termos cuidado com a propaganda exagerada e para agirmos com cautela em relação a descobertas significativas. (Felizmente, a propaganda exagerada raramente afeta periódicos técnicos ou sites de notícias científicas escritos por jornalistas científicos, como o ScienceDaily.) Neste caso, a propaganda exagerada resultou na subestimação de ressalvas importantes e na omissão de preocupações sobre a análise dos dados. Relembrando o artigo que escrevi em abril de 2014, o tom transmite a ideia de que a descoberta das ondas gravitacionais da inflação era um fato consumado. Claro, ele continha a obrigatória ressalva de que a descoberta seria confirmada por pesquisas futuras, mas meu tom comunicava muito mais certeza — principalmente porque eu esperava (e queria) evidências que confirmassem o modelo inflacionário.
Em segundo lugar, embora as evidências das ondas gravitacionais tenham se mostrado inconclusivas, ainda existe uma vasta quantidade de dados experimentais que apoiam a cosmologia inflacionária. As previsões da inflação incluem:
- Um universo plano — previsto quando os cientistas conseguiam encontrar apenas 25 a 30% da densidade de energia necessária para um universo plano;
- Flutuações de densidade adiabáticas — que dão origem a três ou mais picos na distribuição multipolar da CMBR; e
- Invariância de escala próxima dos picos de densidade — Planck encontra ns = 0,9603 ± 0,0073, próxima, mas não exata invariância de escala, como esperado. [1]
Na verdade, as descobertas mais recentes sobre as ondas gravitacionais alinham os níveis do BICEP2 e do Planck. [2]
Em terceiro lugar, todo o processo destaca a integridade do método científico. Quando o primeiro anúncio foi feito, muitos cientistas ficaram entusiasmados com o sinal incontestável da inflação. Outros expressaram ceticismo. Investigações mais aprofundadas revelaram que os dados não eram suficientes naquele momento para uma conclusão definitiva. As equipes do BICEP2 e do Planck uniram esforços para obter os dados necessários e realizar a análise adequada. No fim, todos concordam que, neste momento, não existem evidências conclusivas das ondas gravitacionais previstas pelos modelos inflacionários. Em última análise, os dados — e não o resultado desejado — determinaram a conclusão a que os cientistas chegaram.
Um último ponto merece ser mencionado. Os dados do BICEP2 e do Planck não mostram evidências conclusivas de ondas gravitacionais. No entanto, os dados indicam alguma presença da influência das ondas gravitacionais, mas em um nível muito pequeno para se afirmar que se trata de uma detecção significativa. Isso quer dizer que uma maior sensibilidade poderá detectar as ondas gravitacionais no futuro.
O progresso científico frequentemente envolve avanços e retrocessos. A sequência de eventos do último ano demonstra que precisamos ter cuidado com exageros injustificados, reconhecer a vasta quantidade de dados que comprovam a inflação e valorizar a integridade do progresso científico. E não podemos esquecer que a detecção das ondas gravitacionais da inflação pode estar bem próxima.
Notas de Fim
- Planck Collaboration, “Planck 2013 Results. XXII: Constraints on Inflation”, Astronomy and Astrophysics 571 (novembro de 2014): id. A22.
- The BICEP2/Keck and Planck Collaborations, “A Joint Analysis of BICEP2/Keck Array and Planck Data”, provisoriamente aceito por Physical Review Letters, 2015, https://bicepkeck.org/bkp_2015_release.html.
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Traduzido de Rethinking the Latest Evidence for Inflation (RTB)
Etiquetas:
cosmologia - astrofísica - astronomia - expansão do universo - missões da NASA - teoria do Big Bang - história do universo
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