Cosmic microwave background

A radiação cósmica de fundo em micro-ondas é a luz mais antiga do universo, um eco do Big Bang que revela a infância do cosmos.

Sobre o tema

A radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB, na sigla em inglês) é a radiação eletromagnética que preenche todo o universo, remanescente do Big Bang ocorrido há aproximadamente 13,8 bilhões de anos. Descoberta acidentalmente em 1965 por Arno Penzias e Robert Wilson, que ganharam o Prêmio Nobel por essa detecção, a CMB é uma assinatura térmica quase uniforme com temperatura média de 2,725 Kelvin, ou seja, cerca de -270 °C. Essa radiação foi emitida quando o universo tinha apenas 380 mil anos de idade, durante a chamada época da recombinação, quando prótons e elétrons se combinaram para formar os primeiros átomos neutros, permitindo que os fótons viajassem livremente pelo espaço.

A CMB apresenta pequeníssimas flutuações de temperatura, da ordem de uma parte em 100 mil, que são mapeadas como anisotropias. Essas variações correspondem a regiões de densidade ligeiramente maior ou menor no universo primordial, que mais tarde dariam origem às galáxias e estruturas cósmicas observadas hoje. Missões como COBE (1989), WMAP (2001) e Planck (2009) mediram essas flutuações com precisão crescente, confirmando o modelo cosmológico padrão e fornecendo parâmetros como a composição do universo (cerca de 5% matéria comum, 27% matéria escura e 68% energia escura).

O estudo da CMB é fundamental para a cosmologia moderna, pois suas propriedades permitem testar teorias sobre a inflação cósmica, a geometria do universo e a evolução das estruturas em grande escala. Além disso, a polarização da CMB, chamada de modo B, pode conter vestígios de ondas gravitacionais primordiais, oferecendo uma janela direta para os primeiros instantes após o Big Bang. A imagem minimalista que acompanha este texto busca representar visualmente a isotropia e as sutis variações de temperatura que caracterizam esse sinal primordial.

Perguntas frequentes

Por que a radiação cósmica de fundo é chamada de 'micro-ondas'?

Porque sua radiação máxima ocorre na faixa de micro-ondas do espectro eletromagnético, com comprimentos de onda em torno de 1 mm. Isso se deve ao resfriamento da radiação original (que era visível) pelo expansion do universo por 13,8 bilhões de anos.

O que as anisotropias da CMB revelam sobre o universo?

As anisotropias (pequenas variações de temperatura) mapeiam as flutuações de densidade no universo primordial. Elas são as sementes das estruturas atuais: galáxias, aglomerados e vazios cósmicos. Seu padrão angular permite medir parâmetros cosmológicos como a taxa de expansão e a curvatura do universo.

Como a CMB foi descoberta?

Foi descoberta por acaso em 1965 pelos engenheiros Arno Penzias e Robert Wilson, dos Laboratórios Bell, enquanto testavam uma antena de micro-ondas. Eles detectaram um ruído constante vindo de todas as direções, que não conseguiam eliminar. Após consulta com teóricos, identificaram como a radiação prevista pelo modelo do Big Bang.