Como descobrimos a idade da terra e do universo?[김정욱의 별별이야기](9): Diário Econômico de Seul

A Terra em que vivemos tem 4,5 bilhões de anos. Além disso, este universo se formou muito antes, 13,7 bilhões de anos atrás.

Como os cientistas descobriram a idade da terra e do universo? Não foi fácil descobrir quantos anos a terra e o universo nasceram muito antes do nascimento dos humanos.

Os cientistas descobriram pela primeira vez a idade da Terra usando “datação radiométrica”. A datação radioativa mede a quantidade de material radioativo que decai durante uma determinada meia-vida.

A decomposição de elementos radioativos não é afetada pela pressão ou temperatura ambiente, mas apenas pelo tempo. Os elementos radioativos decaem regularmente, e o tempo que leva para que esses elementos decaiam pela metade é chamado de meia-vida.

A meia-vida do urânio-235 é de 704 milhões de anos e a meia-vida do urânio-238 é de 4,47 bilhões de anos. A meia-vida do carbono-14 é de 6.000 anos. Os cientistas usaram esse método para medir a meia-vida dos elementos radioativos nas rochas da Terra e chegaram a uma idade de 4,5 bilhões de anos.

Quando artefatos antigos ou fósseis de animais são descobertos, a datação radiométrica é usada para descobrir quando o artefato foi criado e por quanto tempo viveu. A datação radiométrica é um método de verificação científica indispensável para arqueólogos e antropólogos.

A idade da Terra foi encontrada usando datação radiométrica, mas como então descobrimos que o universo nasceu há 13,7 bilhões de anos? O espaço chamado espaço não é material.

Determinar a idade do universo tem sido uma tarefa do mundo científico, incluindo a astronomia. Porque se você conhece a idade do universo, também pode conhecer o segredo do nascimento do universo.

O universo está se expandindo desde que nasceu e ainda está se expandindo. Isso é chamado de “universo inflável”. No entanto, a taxa de expansão do universo não é uniforme e acelera ao longo do tempo. Atualmente, o universo está se expandindo mais rápido que a luz.

A constante de Hubble e o efeito Doppler são usados ​​para calcular a taxa de expansão do universo.

A constante de Hubble, também conhecida como “lei de Hubble”, é um método computacional desenvolvido pelo astrônomo americano Edwin Hubble. De 1924 a 1929, Hubble descobriu que outras galáxias fora da Via Láctea estavam se afastando umas das outras. Verificou-se também que o universo está se expandindo a uma taxa crescente, ou seja, está crescendo mais rápido com o tempo.

Com base nesse fato, Hubble desenvolveu o que é chamado de constante de Hubble. Hubble previu que o universo se expandiria a uma taxa mais rápida do que nunca, e então calcular essa taxa e trabalhá-la no tempo revelaria a idade do universo.

Mas o Hubble tinha um grande problema. Precisamos saber a velocidade do universo, mas como sabemos isso? Olhando para o gráfico acima da constante de Hubble, o tamanho do universo varia dependendo de como você define o gradiente, ou constante de Hubble. Se a constante de Hubble for 50, a idade do universo é de 20 bilhões de anos e, se for 100, calcula-se que tenha 10 bilhões de anos.

O problema é que não é fácil determinar com precisão a constante de Hubble. Portanto, a idade do universo calculada pelo Hubble era diferente a cada vez que era calculada, como 3 bilhões de anos. Em resposta, Hubble tentou corrigir o erro várias vezes, mas morreu em 1953 de infarto do miocárdio devido a problemas de saúde na época.

E no final dos anos 1970, os astrônomos Alan Sandage e Wendy Friedman competiram para determinar o valor exato da constante de Hubble. Na época, a mídia americana apelidou a rivalidade entre essas duas pessoas de “Guerra Hubble”. Sandage e Friedman originalmente calcularam a idade do universo, mas ambos continuaram suas pesquisas e chegaram ao mesmo cálculo de 14 bilhões de anos. Outros astrônomos também revisaram e concordam que o universo tem cerca de 14 bilhões de anos.

Um satélite chamado WMAP foi lançado em 2001. Este satélite é um instrumento para medir a diferença de temperatura devido ao calor residual do Big Bang. Em 2003, o satélite WMAP capturou com precisão como era o universo 380.000 anos após a formação do Big Bang.

Com base nesses dados, os cientistas criaram um mapa de fundo do fundo cósmico do naufrágio de Baekbang. E quando calculamos a constante de Hubble com base neste mapa, descobrimos que a idade do universo é de cerca de 13,7 bilhões de anos. Para ser preciso, são 13,77 bilhões de anos e a margem de erro é de ±40 milhões de anos.

Outra maneira de determinar a idade do universo é o efeito Doppler, que é o efeito de alterar o comprimento de onda de uma onda que se propaga pelo movimento entre a fonte da onda e o observador.

Quando a fonte e o observador se aproximam, o comprimento de onda transmitido é encurtado, e quando a fonte e o observador se afastam, o comprimento de onda transmitido é maior. Por causa do efeito Doppler, a ambulância liga a sirene e emite um bipe agudo ao se aproximar e um bipe grave ao se afastar de você (o observador).

Mesmo no espaço, quando um objeto emite uma luz que parece ter um comprimento de onda maior do que o esperado, isso significa que a distância entre o objeto e o observador está aumentando. Nesse momento, a mudança no comprimento do comprimento de onda medido é chamada de “desvio para o vermelho” e, quanto maior esse valor, mais rápido o declínio.

Com base nesse fato, os astrônomos descobriram que o espaço sideral está se expandindo por meio de observações de desvios para o vermelho em objetos distantes.

13,7 bilhões de anos é muito tempo do ponto de vista de nossa humanidade. Não se passaram 100 milhões de anos desde que nossos humanos modernos nasceram, então 13,7 bilhões de anos está muito longe.

Os astrônomos preveem que o universo, que vem crescendo há 13,7 bilhões de anos, um dia deixará de se expandir. Mas não sabemos exatamente quando isso acontecerá, e interromper a expansão é algo que acontecerá em um futuro muito distante.