Ano Internacional da Luz

A luz cósmica: primordial e perene


C. Sofia Carvalho

Imagina que dispunhas de um telescópio [1] que observa comprimentos de onda desde o milímetro a alguns centímetros e o apontavas para direcções aleatórias do céu. Em qualquer direcção, observarias um espectro característico de corpo negro com uma temperatura em torno de 2.725 graus Kelvin, em 95% dos casos entre 2.724 e 2.726. Recordo-te que zero graus celsius corresponde a 273.15 graus Kelvin. Desta observação concluirias que estamos imersos num banho de luz extraordinariamente fria e isotrópica, comummente designada por radiação cósmica de micro-ondas.

Imagina que dispunhas também de um telescópico [2] que observa comprimentos de onda desde algumas décimas de nanómetro a nanómetros e o apontavas também para direcções aleatórias do céu. Conforme a direcção que apontasses, observarias ora filamentos densamente povoados de galáxias ora volumes quase vazios, padrão este que se repete pelo céu. Se complementasses esta observação com a medição do efeito de Doppler na luz dessas galáxias, o que nos dá uma medida de quando essa luz foi emitida, verificarias que este padrão se repete para diferentes tempos. Concluirias então que a matéria está distribuída de forma extraordinariamente homogénea.

Repara que para tirares tais conclusões sobre o Universo assumes implicitamente que as conclusões são válidas independentemente da posição que ocupas enquanto observador, logo que a nossa posição no Universo é equivalente a qualquer outra posição.
 


História térmica do Universo
Imagem cedida por C. Sofia Carvalho

Para além de galáxias, verias também estrelas que estariam comparativamente mais próximas. Se prestasses atenção a um determinado tipo de estrelas cuja fase final da sua vida toma a forma de uma explosão violenta, explosão essa que assumes ser igual para todas as estrelas desse tipo, e medisses a distância a que elas se encontram de nós, então verificarias que quanto mais distantes estão as estrelas, mais depressa se afastam de nós. Concluirias então que o Universo está não só a expandir-se como a fazê-lo de forma acelerada.

Esta é a actual imagem que temos do Universo: frio, rarefeito e em expansão. A isotropia da radiação por um lado e a homogeneidade da distribuição da matéria por outro levam-te a concluir que as diferentes regiões do Universo terão estado no passado em relação causal, i.e. trocado informação entre elas de modo a hoje conterem essencialmente a mesma informação. Se extrapolares para o passado invertendo o sentido da expansão, o comprimento de onda da radiação contrai-se, logo a temperatura aumenta. Pensarás então que o Universo terá começado quente e denso e que terá depois expandido e arrefecido. Se combinares a observação da expansão acelerada com a observação do espectro da radiação cósmica ser o de um corpo negro, concluirás que todos os comprimentos de onda foram esticados pelo mesmo factor, o que fortalece a evidência de expansão a partir de uma origem comum.

Se o telescópio tiver uma resolução suficientemente boa, conseguirás ver flutuações na temperatura da ordem das dezenas do microkelvin. Estas flutuações reflectem os desvios da perfeita isotropia, que designamos por anisotropias. A radiação cósmica propaga-se quase imperturbadamente e por isso transporta essencialmente informação sobre o Universo primordial na forma de anisotropias ditas primordiais. Devido ao seu percurso desde a altura em que foi emitida até à altura em que é detectada, a radiação cósmica transporta também informação sobre a dinâmica e a geometria do Universo em expansão em forma de anisotropies ditas secundárias.

Imagina agora o percurso que a radiação cósmica terá tomado até chegar a nós. Recordo-te que devido à velocidade da luz ser finita, a distâncias gradualmente maiores correspondem tempos gradualmente mais anteriores. Assim, a radiação cósmica terá passado por diferentes fases de evolução da estrutura da matéria no Universo. A radiação terá presenciado a formação da estrutura que observamos na forma de aglomerados de galáxias, passando predominantemente por espaço vazio mas também pela estrutura filamentosa de galáxias. Anteriormente terá presenciado a formação de galáxias, de moléculas, de estrelas, de átomos, até ao plasma primordial, em que partículas de matéria e radiação se encontravam intimamente ligadas. Na sequência do arrefecimento, o plasma primordial desintegrou-se, do que resultaram dois estados separados: matéria e radiação. A altura da separação entre matéria e radiação define uma superfície tri-dimensional designada por superfície da última difusão. É nesta altura que os fotões terão começado a propagar-se livremente, formando a radiação cósmica de micro-ondas.

Informação sobre o que é anterior à superfície da última dispersão não nos é acessível directamente pela radiação cósmica de micro-ondas, de natureza electromagnética. Em teoria, no entanto, será acessível por meio de ondas gravitacionais primordiais. Estas ondas descrevem flutuações na estrutura não da matéria mas antes do espaço-tempo sob a forma de direcções de oscilação, que se reflectem na polarização da radiação cósmica. Com telescópios cada vez mais precisos, a medição de ondas gravitacionais por meio da polarização é actualmente um tema de investigação muito atraente pela possibilidade única que nos oferece de acedermos a tempos anteriores à emissão da radiação cósmica de micro-ondas e deste modo sondarmos a física do Universo primordial.

[1] http://www.cosmos.esa.int/web/planck
[2] http://www.sdss.org

Nota da redação: Por vontade da autora, o texto não segue o acordo ortográfico em vigor.

C. Sofia Carvalho, investigadora no IA, Faculdade de Ciências da ULisboa
Futurália

CIÊNCIAS marcou novamente presença na Futurália, a maior feira nacional dedicada à educação, formação e empregabilidade que vai já na 16ª edição.

CHILL - CHIcken Tractors as an efficient and sustainable Link in closed Loop agriculture

A história da capoeira móvel no PermaLab, integrada na HortaFCUL, é um exemplo vivo de como os princípios da permacultura podem transformar desafios em oportunidades. Desde a sua implementação em 2018, este galinheiro móvel, ou chicken tractor em inglês, foi concebido para unir sustentabilidade, inovação e comunidade, desempenhando um papel fulcral no ecossistema agrícola do projeto.

Professor António Casimiro coordenador científico do curso e Professor Associado do Departamento de Informática de CIÊNCIAS

A sessão de abertura do Cybersecurity Executive Program aconteceu em CIÊNCIAS, no passado dia 27 de março, marcando o arranque da 4ª edição desta formação. O Cybersecurity Executive Program é uma iniciativa conjunta de CIÊNCIAS e da consultora Premivalor Consulting, que se destina a formar e sensibilizar decisores e executivos C-level, de organizações públicas, privadas, civis e do setor militar, para as questões da cibersegurança.

Carlos Corela na entrega do prémio.

A Associação Portuguesa de Meteorologia e Geofísica (APMG) atribuiu ao investigador Carlos Corela o Prémio de Carreira Técnica para a Geofísica. A entrega desta distinção decorreu durante o jantar de confraternização do 13.º Simpósio de Meteorologia e Geofísica, durante o qual o investigador foi homenageado.

Equipa do projeto MIMESIS

A Fundação Ana Mendonça (FAM) anunciou a doação de €25.000,00 ao projeto MIMESIS –Bioadesivos inspirados na natureza para aplicações biomédicas e biotecnológicas, coordenado por Romana Santos, professora da CIÊNCIAS e investigadora no Centro de Ciências do Mar e Ambiente (MARE ULisboa), nomeadamente no grupo de investigação em bioadesão e biomimética.

Sala com alunos e jornalistas do Portugal em Direto

Cerca de 250 pessoas participaram nas várias atividades realizadas no Dia Internacional da Matemática em CIÊNCIAS 2025, o Dia do Pi, comemorado a 14, 15 e 19 de março. Leia alguns testemunhos de quem participou e organizou as atividades.

Foto de peões a atravessar passadeira com a rua parcialmente inundade.

A 23 de março celebra-se o Dia Mundial da Meteorologia. A data tem como objetivo aumentar a consciencialização global para a importância da meteorologia na compreensão do clima e dos fenómenos meteorológicos, além de alertar para as alterações climáticas e os seus impactos no meio ambiente, na economia e na qualidade de vida.

Imagem artística do Telescópio Espacial Euclid no espaço

Com apenas 0,45% do rastreio da missão espacial completado, o consórcio Euclid revelou, no dia 19 de março, um grande número de resultados descritos em 34 artigos científicos.

Navio de perfuração Fugro Synergy em missão para o IODP no Golfo de Coríntia.

João C. Duarte, Coordenador do Doutoramento em Geologia em CIÊNCIAS e investigador no Instituto Dom Luiz, foi nomeado Delegado Suplementar de Portugal do ESSAC, o Comité Científico do ECORD - European Consortium for Ocean Research Drilling.

Futurália

A maior feira de educação e formação de Portugal volta à FIL nos dias 26 a 29 de março!

Alunos num laboratório

Cerca de 60 alunos do 10.º ano do King's College School Cascais, com idades entre os 14 e os 16 anos, visitaram a Faculdade no passado dia 13 de março, e ficaram a conhecer de forma mais aprofundada como funcionam as aulas dos cursos de Biologia, Bioquímica, Química e Química Tecnológica e que tipo de investigação aqui é feita. Leia a reportagem e conheça a opinião de quem participou nesta iniciativa.

Rio Tejo

Vários investigadores do MARE-ULisboa participam em estudo que revela novos dados sobre a biologia reprodutiva do Siluro, também conhecido como peixe-gato europeu, no Rio Tejo. Este trabalho, agora publicado no Jornal de Biologia dos Vertebrados, da Academia de Ciências da República Checa, é o primeiro a ser feito com populações de siluro da Península Ibérica, incidindo na sua biologia reprodutora. Está inserido no âmbito do LIFE-PREDATOR, um projeto Europeu, liderado, em Portugal, por CIÊNCIAS.

Rúben Matos e Teresa Correia, alunos de CIÊNCIAS com projetos aprovados pelo Unite! Seed Fund 2024

Dois dos seis projetos aprovados pelo Unite! Seed Fund 2024, programa que pretende apoiar projetos inovadores e de colaboração entre universidades membros da aliança, contam com alunos de CIÊNCIAS. Rúben Matos e Teresa Correia estão em equipas diferentes, mas partilham o desejo de construir pontes entre as faculdades europeias.

Doutoramento em Saúde Planetária

A Universidade de Lisboa lança um Doutoramento em Saúde Planetária, com foco nos principais desafios globais que cruzam as ciências da saúde, ambientais, sociais e políticas, a nível local, regional e planetário. 

chuva

A precipitação na região do Mediterrâneo tem-se mantido razoavelmente estável, segundo um estudo publicado na Nature e que analisou os dados de 23.000 estações de precipitação de 27 países da zona mediterrânica, entre 1871 e 2020. O professor Ricardo Trigo, o doutorando Miguel M. Lima e o investigador Luis Gimeno Sotelo da CIÊNCIAS assinam o artigo, juntamente com outros 65 especialistas.

Cardume e logótipo da Nature Physics

​Nuno Araújo, Presidente do Departamento de Física de CIÊNCIAS e investigador no CFTC - Centro de Física Teórica e Computacional, é um dos autores de um estudo que acaba de ser publicado na prestigiada revista Nature Physics e cuja descoberta pode ter impacto na saúde e na robótica.

CIÊNCIAS conquista primeiro lugar em concurso do primeiro encontro de sustentabilidade

Decorreu no dia 11 de março o 1º Encontro de Sustentabilidade da ULisboa, que teve como principal objetivo promover uma discussão construtiva sobre a estratégia da ULisboa no âmbito da sustentabilidade e destacar boas práticas das Escolas apresentadas pelas Associações de Estudantes.

Elementos da Rede Miniflorestas de Portugal

No passado dia 7 de março, a FCULresta recebeu o primeiro encontro presencial das entidades parceiras que integram a recém-criada Rede de Miniflorestas de Portugal. O local do evento serviu também para celebrar os 4 anos da minifloresta de CIÊNCIAS, a primeira documentada no país e pioneira na adaptação do método de Miyawaki ao restauro de ecossistemas mediterrânicos em meio urbano em clima mediterrânico, mas sobretudo para refletir sobre os frutos que este projeto tem deixado um pouco por todo o país.

Catarina Frazão Santos

No passado dia 5 de março de 2025, decorreu em Bruxelas, na sede da Comissão Europeia, o evento "Fisheries and Oceans Dialogues", integrado nos European Ocean Days. Este encontro reuniu cerca de 450 participantes presenciais e muitos outros online, representando setores tão diversos como as comunidades piscatórias, a economia azul, a sociedade civil e a academia.

Foto de Marte.

Estudo inédito com participação de professores de CIÊNCIAS revela que Marte e Terra são mais diferentes do que se pensava anteriormente. Pedro Mota Machado e Francisco Brasil, investigadores de CIÊNCIAS, no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), são os primeiros autores deste estudo que condensa, pela primeira vez numa escala global, 20 anos de observações em Marte.

Pormenor da exposição

A exposição "Coral Change", patente no Museu do Mar Rei D. Carlos até 8 de junho de 2025, é o resultado de uma colaboração única entre a ceramista Catarina Nunes e a equipa de investigadores do Macroscope Lab liderado pela professora e investigadora Maria Dornelas da Universidade de St Andrews, CIENCIAS e MARE.

 

A Universidade de Lisboa é a universidade portuguesa melhor classificada no SCImago Institutions Rankings (SIR). Subiu 6 posições em relação ao ano passado e encontra-se entre as 140 melhores do mundo, no 138º lugar. Esta é a melhor posição de sempre da ULisboa neste ranking.

No dia 22 de fevereiro o NFEF - Núcleo de Estudantes de Física e Engenharia Física, organizou o seu evento de marca, o Física Fora da Academia (FFA). A oitava edição, que teve lugar no Grande Auditório de CIÊNCIAS, contou com a presença de quase meia centena de estudantes de Física e Engenharia Física, não só de CIÊNCIAS, mas também de outras escolas da ULisboa.

Banner Mulheres de CIÊNCIAS no 5.º volume do livro Mulheres na Ciência.

Neste dia 8 de março, Dia Internacional da Mulher, conheça as sete cientistas e investigadoras de CIÊNCIAS homenageadas no 5.º volume do livro ‘Mulheres na Ciência’. O livro ‘Mulheres na Ciência’ é um projeto de divulgação da Ciência Viva - Agência Nacional para a Cultura Científica e Tecnológica que pretende celebrar a ciência no feminino. O destaque são as mulheres cientistas portuguesas, que representam 45% do total de investigadores no nosso país e cujo trabalho notável tem sido fundamental para o progresso que a Ciência e a Tecnologia nacionais registaram nas últimas décadas.

Nuno Gonçalves fazendo a sua apresentação no 'Your thesis in 3 minutes'.

Nuno Gonçalves, aluno de doutoramento no IA - Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, aceitou o convite da Universidade de Lisboa e rumou a Barcelona para representar a nossa universidade no concurso 'Your thesis in 3 minutes', tendo sido o grande vencedor.

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