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Professor do IFMA aprofunda estudo da expansão acelerada do universo com nova medida cosmológica   

Estudo está registrado em artigo que obteve aceite de publicação em periódico internacional nível qualis A1 da CAPES.
  • Marcos Soares
  • publicado 05/07/2019 17h40
  • última modificação 05/07/2019 17h43

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Crédito: Figura retirada da revista Science News Vol. 188, No. 8, October 17, 2015, p. 16.

O professor Rafael Christ de Castro Lopes, do Instituto Federal do Maranhão (IFMA) Campus Monte Castelo, obteve aceite para a publicação do artigo “Relation between the Turnaround radius and virial mass in f(R) model” no periódico internacional Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP), com avaliação qualis A1 da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). O objetivo da pesquisa foi explorar como a medida cosmológica raio de turnaround pode ser usada para testar modelos alternativos de gravidade, no caso específico o modelo f(R), que visam explicar a aceleração recente do universo descoberta desde a década de 90.

A grande motivação da pesquisa do professor Rafael é a expansão acelerada do universo, cuja descoberta ocorreu em 1998. Desde 1929, Huble e Lemâitre, demonstraram que o universo está em expansão, porém, esta expansão acelerada é um dos maiores mistérios enfrentados pela cosmologia. A resposta mais usual sugere que o universo é preenchido com uma componente energética conhecida como energia escura, cuja melhor representante seria a forma de uma constante cosmológica. A energia escura exerce uma espécie de força repulsiva, o que acarreta na expansão do universo, lançando as grandes estruturas, como galáxias e aglomerados de galáxias, umas para longe das outras. “Há um grande desafio hoje para a compreensão do universo, a expansão acelerada observada na década de 1990. Para explicar isso, supomos que exista uma nova forma de energia, diferente de tudo o que conhecemos, por isso o nome energia escura”, pondera o professor Rafael.

História do Universo. Crédito: ESA – C. Carreau

Algumas propostas de estudo sugerem que a teoria de gravidade que rege a interação no universo não seja exatamente aquela descrita pela Teoria da Relatividade Geral, mas uma versão modificada, conhecidas genericamente por Teorias de Gravidade Modificada. A proposta da pesquisa foi estudar justamente um desses modelos, conhecido como Modelo de f(R), e testar uma possibilidade de verificação de sua viabilidade como modelo de teoria de gravidade através da formação de estruturas.

Especificamente, o objeto da pesquisa realizada pelo professor Rafael Christ foi o momento de turnaround, o momento característico quando a estrutura deixa de expandir junto com o restante do universo e passa a se contrair para formar as estruturas ligadas, como galáxias e aglomerados de galáxias. O tamanho da estrutura no momento de turnaround é chamado de Raio de Turnaround, e é afetado diretamente pelo modelo da teoria de gravidade considerado.

Crédito: Bland-Hawthorn J., Freeman K. (2014) Near Field Cosmology: The Origin of the Galaxy and the Local Group.

Como resultado da pesquisa, o professor Rafael demonstrou que o comprimento do Raio de turnaround foi afetado com um aumento de até 20%, dependendo do modelo de gravidade modificada considerado, em comparação ao modelo padrão, chamado de modelo LCDM. “Uma resposta alternativa para explicar essa expansão acelerada seria propor que a teoria que descreve a força de gravidade não seja exatamente a Teoria da Relatividade Geral, mas uma teoria modificada de gravidade. Esse novo observável será mais um mecanismo de observação em cosmologia que ajudará a definir se uma teoria de gravidade modificada poderia ser a explicação para a atual expansão acelerada do universo”, destaca o professor.

 

 

Sobre o artigo

Esse artigo já é o segundo publicado pelo professor na mesma revista. O primeiro foi “Turnaround radius in f(R) model”. Ambos os trabalhos são resultantes da pesquisa desenvolvida durante o doutorado, realizado na Universidade de São Paulo. Segundo o autor “a importância deste trabalho se deve pela originalidade em explorar este novo observável”. É o primeiro artigo sobre esse assunto a ser publicado por pesquisadores brasileiros”. Além disso, o professor destaca que “no contexto do IFMA, inaugura uma nova fase da pesquisa, pois, agora há a possibilidade do desenvolvimento de pesquisa e ensino na área de cosmologia e astronomia extra-galáctica por alguém com formação na área”, conclui.

O professor Rafael Christ possui graduação e mestrado em Física pela UFMA, e doutorado em Física com ênfase em cosmologia pela USP. Pertence ao quadro do IFMA desde 2009, sendo lotado no campus Santa Inês durante a realização do projeto. Desde abril de 2019 está lotado no Departamento de Física do IFMA Campus Monte Castelo.

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