Como foi Provada a Teoria do Big Bang ?

Às vezes, descobertas científicas são feitas em grandes e complexos laboratórios, quando cientistas brilhantes se reúnem para provar uma grande ideia com novos experimentos. E às vezes, os segredos do Universo estão escondidos sob uma pilha de cocô de pombo.

E assim aconteceu com a primeira observação do crepitar da energia nascente que sobrou do Big Bang - uma incômoda estática confundida com excrementos de pássaros.

Em meados do século XX, duas teorias competiam para explicar a criação do Universo. Em um canto, defensores da Teoria do Estado Estacionário argumentavam que o Universo era eterno, parecendo o mesmo em todos os momentos e em todos os lugares.
Mas o caso mais consistente foi o Big Bang, que na época especificava um universo finito, expandindo-se a partir de um único ponto no espaço. Grande parte do apoio à teoria veio de Edwin Hubble, que já havia observado que o Universo estava se expandindo. Suas observações se encaixam bem no modelo do Big Bang, pintando a imagem de um balão expandido do nada e ainda inflando.
Mas a evidência mais forte para o Big Bang permaneceu faltando. Então, em 1964, um trio de pesquisadores de Princeton - Robert Dicke, Jim Peebles e David Wilkinson - levantou a hipótese de que, se a teoria do Big Bang estivesse correta, deveria ter produzido uma incrível explosão de radiação ainda visível hoje. Depois de viajar por mais 13 bilhões de anos, ela seria desviada para comprimentos de onda muito longos, provavelmente aparecendo como ondas de rádio. Eles se ocuparam arranjando instrumentos e criando um plano de observação para capturar esse sinal primordial. Eles também pensaram sobre o que seria provar a origem do Universo - grande o suficiente para ganhar fama e, muito provavelmente, a pequena fortuna que lhe valeria um ganhador do Prêmio Nobel.

A antena Holmdel Horn em Nova Jersey foi originalmente construída como parte de um programa de satélites de comunicações. Tornou-se muito mais famosa por sua coleção de dados dos primeiros momentos do Universo.

O Ruido Persistente de Penzias e Wilson

Enquanto isso, a 64 quilômetros de distância, também em New Jersey, dois pesquisadores da Bell Labs, chamados Arno Penzias e Robert Wilson, estavam em busca de sinais mais mundanos. Usando a Antena Holmdel Horn de 15 metros de comprimento, eles estavam tentando medir as ondas de rádio que emanavam de galáxias além de nossa própria Via Láctea. Há 50 anos que nossas ondas de rádio locais estavam ocupadas e Penzias e Wilson passaram um tempo peneirando as conversas de radares de rádio e militares, sem mencionar o rugido constante do Sol, a fim de distinguir os sinais extragalácticos mais fracos.
Mas mesmo depois de remover a interferência óbvia, um zumbido barulhento permaneceu. Eles apontaram o telescópio para a cidade de Nova York, e depois para longe novamente, mas o sinal não foi alterado. Então não era sinal de rádio de origem humana.
Eles consideraram a Via Láctea, uma vez que eles estavam procurando por sinais de galáxias. Mas o barulho não mudou, não importava onde eles olhassem no céu - no coração da Via Láctea ou na escuridão além.
Mas a instrumentação em si pode ser barulhenta, eles pensaram, já que toda a máquina vibra, emite calor, ou cria sinais apenas por existir e fazer o seu trabalho. Penzias e Wilson resfriaram seu receptor com hidrogênio líquido para aliviar esses sinais, mas seu zumbido persistiu.
Por fim, reconhecendo ainda mais algumas falhas mundanas, eles deram uma olhada na própria antena de rádio. Ao contrário dos telescópios que olham para a luz óptica, usando espelhos cuidadosamente protegidos dos elementos e mantidos livres de quaisquer imperfeições, os radiotelescópios são geralmente instrumentos robustos mantidos a céu aberto.
No caso da Antena de Chifre de Holmdel, um grupo de pombos havia se empoleirado dentro e ao redor do instrumento. Sem alunos de pós-graduação ou outros lacaios, Penzias e Wilson arregaçaram as mangas e aplicaram seus conhecimentos para erradicar pombos. A gaiola de metal que eles usaram para prender os invasores alados agora está exposta no National Air and Space Museum. Uma vez que os pombos foram expulsos, os pesquisadores tiveram que remover seus ninhos e fezes, o que certamente turvou a aparência do experimento. É fácil imaginar a frustração deles quando viram o sinal ainda zunindo em suas observações.

De 2001 a 2009, a sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) mapeou a energia residual do Big Bang em detalhes impressionantes.

Do Ruído ao Prêmio Nobel

Por fim, como o mundo da física de Nova Jersey é tão grande, o grupo de Princeton ouviu falar sobre o problema de ruído do grupo Holmdel. Eles visitaram e descobriram que, completamente por acidente, Penzias e Wilson haviam descoberto o mesmo sinal que Peebles e seus colegas estavam procurando.
No espírito da verdadeira cooperação científica, os dois grupos simplesmente concordaram em publicar simultaneamente. Penzias e Wilson escreveram sobre seu sinal persistente, e o grupo de Princeton escreveu a explicação teórica.
Mas com as evidências de Penzias e Wilson, a Teoria do Big Bang destruiu de vez a alternativa já vacilante do Estado Estacionário. Uma década depois, os limpadores de pombos ganharam um Prêmio Nobel. A antena de chifre que primeiro sussurrou o segredo do Big Bang é agora um marco histórico.

Fonte: Discover