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Estudos recentes conduzidos por astrônomos que analisam a radiação cósmica de fundo indicam a presença de birrefringência cósmica, um fenômeno que provoca pequena rotação na polarização da luz primordial emitida cerca de 380 mil anos após o Big Bang, levantando questionamentos sobre limites dos modelos atuais da física
Astrônomos que analisam a radiação cósmica de fundo encontraram novas evidências de birrefringência cósmica, fenômeno que pode desafiar modelos atuais da física. A rotação detectada na polarização da luz primordial chega a 0,215 grau, segundo dados recentes.
Astrônomos e física investigam sinais na radiação cósmica de fundo
Astrônomos que estudam a radiação cósmica de fundo, conhecida pela sigla CMB, identificaram evidências adicionais de um fenômeno chamado birrefringência cósmica. A descoberta levanta questionamentos sobre os modelos atuais da física que descrevem a evolução do universo.
A radiação cósmica de fundo é considerada a luz mais antiga que pode ser observada com telescópios. Ela representa o brilho residual liberado cerca de 380.000 anos após o Big Bang, quando o universo esfriou o suficiente para que prótons e elétrons formassem átomos.
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Nesse momento, a formação de átomos permitiu que a luz se propagasse livremente pelo cosmos. Antes disso, o universo era opaco, impedindo que qualquer radiação viajasse grandes distâncias.
Astrônomos analisam como a polarização da luz pode indicar nova física
De acordo com a Agência Espacial Europeia, a radiação cósmica de fundo é a luz mais distante e antiga que pode ser detectada por telescópios. Por isso, ela oferece aos astrônomos uma das melhores oportunidades de investigar o nascimento e a evolução do universo.
Essa radiação é extremamente fraca e quase uniforme, mas se espalha por todo o universo conhecido. Em grande parte, suas características coincidem com previsões dos modelos cosmológicos utilizados atualmente pela física.
Mesmo assim, algumas anomalias vêm sendo registradas há décadas na radiação cósmica de fundo. Entre elas estão fenômenos conhecidos como dipolo cósmico e a estrutura apelidada de eixo do mal.
Essas irregularidades indicam que certos aspectos da radiação cósmica de fundo ainda não são completamente compreendidos. Por esse motivo, astrônomos continuam investigando se novas interpretações da física podem ser necessárias.
Birrefringência cósmica revela rotação inesperada da polarização da luz
Em 2020, cientistas relataram pela primeira vez evidências de um fenômeno chamado birrefringência cósmica. A descoberta surgiu a partir da análise da polarização da luz da radiação cósmica de fundo.
Polarização é o processo em que as oscilações de uma onda de luz ficam restritas a um único plano perpendicular à direção de propagação. Em condições normais, esse plano permanece estável enquanto a luz atravessa o espaço.
No entanto, ao comparar a radiação cósmica de fundo com a luz dispersa pela poeira da Via Láctea, pesquisadores identificaram sinais de que a polarização sofreu uma leve rotação ao longo da história do universo.
O primeiro estudo estimou que essa rotação era de aproximadamente 0,3 grau. Embora seja um valor extremamente pequeno, ele não é previsto pelo modelo padrão da física.
Novas medições reforçam o fenômeno estudado por astrônomos
Um artigo preliminar publicado em setembro de 2025 trouxe uma nova estimativa para essa rotação. Utilizando dados de polarização coletados pelo Telescópio Cosmológico de Atacama, cientistas calcularam uma rotação média de 0,215 grau.
Mesmo sendo menor que a estimativa inicial, a nova medição continua sendo considerada inesperada. Segundo os pesquisadores, qualquer rotação sistemática na polarização da radiação cósmica de fundo pode indicar fenômenos físicos ainda desconhecidos.
A equipe responsável pelo estudo explicou que a luz polarizada da CMB pode ser sensível a processos que violam a chamada simetria de paridade. Esse tipo de efeito não é previsto pelas descrições tradicionais da física cosmológica.
De acordo com os cientistas, interações entre fótons e componentes ainda pouco compreendidos do universo poderiam produzir esse efeito. Entre os candidatos citados estão os campos associados à matéria escura e à energia escura.
Hipótese envolve partículas chamadas áxions
Em um novo artigo disponibilizado em pré-publicação, pesquisadores sugerem que partículas chamadas áxions podem ajudar a explicar o fenômeno. Essas partículas hipotéticas são consideradas candidatas promissoras para compor a matéria escura.
Segundo o estudo, partículas semelhantes a áxions possuem propriedades que poderiam gerar a rotação observada na polarização da radiação cósmica de fundo. A proposta envolve a interação entre campos associados a essas partículas.
A equipe afirma que a superposição de dois campos de partículas semelhantes a áxions, com massas diferentes, poderia contornar limitações conhecidas como efeito de washout. Essa combinação permitiria conciliar as observações com os cálculos teóricos.
Apesar da hipótese, os próprios pesquisadores afirmam que mais estudos serão necessários. As análises futuras devem confirmar se a birrefringência cósmica realmente existe e qual é a intensidade exata da rotação detectada.
Somente com medições adicionais será possível determinar o impacto desse fenômeno sobre a física e sobre o modelo padrão que descreve o universo. O estudo mais recente foi divulgado no servidor de pré-impressão arXiv e ainda não passou por revisão por pares.
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