O segredo mais bem guardado do universo
Ok, imagine o seguinte: você está tentando ouvir um sussurro no meio de um show de rock. É basicamente isso que os astrônomos enfrentam quando tentam estudar um dos períodos mais fascinantes da história cósmica—os aproximadamente 150 milhões de anos após o Big Bang, quando o universo estava completamente escuro. Sem estrelas. Sem luz. Apenas... escuridão.
Por muito tempo, essa era foi basicamente invisível para nós. Não podíamos vê-la porque, bem, ainda não havia nada que emitisse luz. Mas aqui está o ponto: todo aquele gás hidrogênio flutuando por lá naquela época estava, na verdade, "cantando" de uma forma—um sinal de rádio tão incrivelmente fraco que detectá-lo parecia tentar ouvir alguém respirando do outro lado do mundo.
Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Cambridge construiu algo genuinamente incrível para finalmente escutar. Eles o chamam de CosmoCube, e ele tem aproximadamente o tamanho de uma pequena mala de mão. Não sei quanto a você, mas acho absolutamente incrível que possamos desvendar os segredos do universo primitivo com algo que caberia no compartimento de bagagem de mão do avião.
Por que ir à Lua?
Aqui é onde as coisas ficam inteligentes. Você pode estar se perguntando: por que não simplesmente apontar um telescópio para o céu a partir da Terra? Temos muitos deles.
Bem, há um problema—na verdade, vários problemas. Primeiro, a ionosfera do nosso próprio planeta atua como um escudo de rádio gigante, bloqueando exatamente as frequências que esse sinal antigo utiliza. Segundo, tudo, desde estações de rádio FM até celulares e satélites, emite tanto ruído de rádio que qualquer sinal de 13,5 bilhões de anos atrás fica completamente abafado. É como tentar ouvir o batimento cardíaco de um camundongo enquanto está ao lado de um motor a jato.
A solução? Esconder-se atrás da Lua.
Quando o CosmoCube passa pelo lado oculto da Lua, todo o corpo lunar atua como um bloqueador natural de rádio, protegendo a pequena nave espacial da interferência da Terra. Durante cerca de 40 minutos de cada órbita de duas horas, ele estará no ponto mais silencioso do sistema solar (bem, exceto pelo espaço profundo, mas você não pode exatamente estacionar um satélite lá).
Ouvindo a canção antiga do hidrogênio
Então, o que exatamente o CosmoCube está ouvindo? Os cientistas chamam isso de linha de 21 centímetros—um sinal de rádio fraco emitido por átomos de hidrogênio neutro que existiam durante as "eras das trevas" cósmicas. Este é o período entre o resplendor do Big Bang e algo chamado Amanhecer Cósmico, quando as primeiras estrelas finalmente se acenderam.
Pense nisso como ouvir um eco de antes de a música existir.
O instrumento detectará frequências de rádio entre 10 e 50 MHz—frequências que são basicamente impossíveis de estudar a partir da superfície da Terra. Ao capturar esse sinal, os pesquisadores esperam entender como o universo se transformou de um vazio escuro e vazio na rica tapeçaria de estrelas, galáxias e estruturas que vemos hoje.
Mas há mais. Os cientistas também acreditam que essas observações podem lançar luz sobre a matéria escura—aquela substância misteriosa que não podemos ver diretamente, mas que compõe cerca de 27% do universo. Entender como a matéria escura ajudou a reunir o hidrogênio nas primeiras estrelas e galáxias? Isso é algo muito importante.
A engenharia é absolutamente incrível
O que realmente me impressiona nesta missão é a precisão necessária, que é quase incompreensível. O sinal que o CosmoCube está buscando é tão fraco que até o próprio equipamento eletrônico da nave espacial pode criar interferências que se assemelham a um sinal cósmico. É como tentar medir a altura de alguém usando sapatos de plataforma.
Para resolver isso, a equipe desenvolveu algo chamado calibrador "Dicke switched". O sistema alterna constantemente entre observar o céu e medir fontes de referência internas, permitindo identificar e subtrair qualquer ruído criado pela própria nave espacial. Então, de volta à Terra, os pesquisadores usarão técnicas estatísticas bayesianas avançadas para separar o sinal cósmico real de todas as outras emissões de rádio flutuantes—especialmente aquelas provenientes da nossa própria galáxia.
A antena em si será implantada quando o CosmoCube atingir a órbit