Prémio Nobel da Física 2006

O Prémio Nobel da Física de 2006 foi atribuido aos americanos John Mather e George Smoot, pela sua "descoberta do espectro de corpo negro e anisotropia da radiação cósmica de fundo", medida no céu a partir de todas as direcções e originada no Universo primevo.

A CMBR (Cosmic Microwave Background Radiation - CMBR) é uma radiação cósmica de fundo de micro-ondas, remanescente do Big Bang, que preenche todo o espaço e que envolve a Terra proveniente de todas as direcções. Esta radiação constitui uma das mais poderosas ferramentas em cosmologia. A sua descoberta (acidental) em 1965, por Penzias e Wilson, e a detecção de pequeníssimas flutuações de temperatura (anisotropias) pelo satélite COBE em 1992, representam duas das mais importantes descobertas científicas do século e dois dos mais fortes argumentos a favor da teoria do Big Bang.

Os fotões que a constituem são os mais "antigos" que se podem observar, pois resultaram do desacoplamento entre matéria e radiação que se deu no Universo primitivo, possível apenas quando este já se tinha expandido e arrefecido o suficiente (até aí as condições permitiam interacções muito fortes entre matéria e radiação e esta constituía uma barreira intransponível para os fotões). É esta CMBR que se propaga livremente pelo espaço há já 99,997% da idade do Universo (durante cerca de 14 mil milhões de anos) e nela estão "impressas" informações preciosas acerca da origem e características do Universo.


Se medirmos a intensidade da radiação de uma dada frequência emitida por um corpo a uma dada temperatura, e se traçarmos o gráfico "intensidade" versus "frequência", obtemos uma curva característica, que só depende da temperatura do corpo, que tem de estar todo à mesma temperatura, isto é em equilíbrio térmico. É a esta curva que se chama o "espectro do corpo negro". O modelo do Big Bang previa que a radiação cósmica de fundo devia ter esta forma, mas tal não era claro a partir dos dados inicialmente disponíveis. O satélite COBE (COsmic Background Explorer), lançado em Novembro de 1989, e cujo principal responsável era John Mather, confirmou-o sem qualquer dúvida:

- o espectro da radiação cósmica de fundo é um dos “espectros de corpo negro” mais perfeitos da Natureza.


Por outro lado, pensava-se que a radiação cósmica de fundo era incrivelmente isotrópica, isto é, igual em todas as direcções. No entanto, o Universo não é completamente homogéneo e isotrópico: possui irregularidades locais: estrelas, galáxias...

O modelo do Big Bang explica a formação das galáxias como resultado de pequenas irregularidades no Universo primitivo, que teriam sido ampliadas pela expansão do Universo. Estas irregularidades foram medidas pela primeira vez na radiação cósmica de fundo pelo COBE, sendo a medição coordenada por George Smoot.


COBE All-Sky Map

Baseado nos primeiros dois anos de dados fornecidos pelo COBE. O mapa mostra variações minúsculas de temperatura (vermelho, mais quente) impressas na radiação CMB pelas estruturas do Universo primitivo.