O Universo em Larga Escala: Uma Nova Era Observacional

POCTI/43753/FNU/2001

Investigador responsável
Pedro T. P. Viana

O conhecimento do comportamento do Universo em larga escala tem sido desde sempre um dos objectivos mais importantes em Astronomia, sendo essencial na determinação do destino final do Universo. Nós gostaríamos de continuar a contribuir para este objectivo, utilizando a nossa experiência na estimação daqueles parâmetros cosmológicos que são mais importantes na dinâmica em larga escala do Universo (e.g. as densidades e equações de estado dos diferentes tipos de matéria e energia), e no processo de formação de estrutura (e.g. a natureza das perturbações primordiais de densidade). Novos dados observacionais vão ser disponibilizados nos próximos 2 anos, os quais irão permitir a estimação destes parâmetros com precisão nunca antes tingida. Nós estamos envolvidos em alguns dos projectos mais importantes que irão fornecer esses dados: o catálogo de enxames XCS, o qual usa o satélite XMM-Newton (ESA) para identificar enxames de galáxias e observatórios como o VLT (ESO) e Keck para caracterizar os sistemas detectados, e que vai permitir determinar a evolução com o tempo da abundância de enxames de galáxias; e o interferómetro VSA, que vai permitir a determinação precisa da amplitude das anisotropias na temperatura da radiação cósmica de fundo nos microondas (RCFM) em escalas muito mais pequenas do que foi até hoje possível. Outros importantes avanços observacionais que vão ocorrer nos próximos 2 anos, e que pretendemos utilizar no nosso trabalho são: a medição da amplitude das anisotropias na RCFM desde grandes até pequenas escalas por intermédio do satélite MAP; e a extensão até grandes desvios para o vermelho da relação entre magnitude e distância para Supernovas do tipo Ia.

Esperamos ainda envolvermo-nos na preparação de 2 importantes futuras missões espaciais, a Planck Surveyor (ESA) e a SNAP (NASA). Relativamente à primeira, nós estamos a desenvolver novas técnicas analíticas para procurar possíveis sinais não-gaussianos primordiais em mapas de anisotropias na RCFM, que poderão ser aplicadas mesmo nas pequenas escalas estudadas pelo satélite Planck Surveyor. No caso do SNAP, nós iremos propor o uso do nosso catálogo XCS, em conjunto com catálogos de enxames de galáxias detectados no óptico e no sub-milimétrico, na identificação das melhores áreas na esfera celeste para a procura de Supernovas do tipo Ia.

O nosso trabalho vai utilizar intensamente software de simulação computacional, a maior parte do qual já disponível, mas que em alguns casos vai ter que ser mais desenvolvido por nós. Pretendemos gerar catálogos virtuais análogos ao que iremos obter com a XCS, assumindo diferentes valores para parâmetros cosmológicos, e nos quais iremos tentar reproduzir a performance instrumental do XMM-Newton. Vamos também utilizar software de simulação para produzir mapas de anisotropias na RCFM, tendo em conta todas as suas possíveis fontes, inclusivé geradas pela nossa Galáxia.

Finalmente, planeamos melhorar os limites que anteriormente conseguimos impôr em propriedades genéricas do Universo, como o seu grau de anisotropia e topologia, e na possível variação com o tempo de algumas quantidades físicas fundamentais, como o parâmetro de estrutura fina e a velocidade da luz. De modo a fazer isto, não só iremos usar alguns dos dados observacionais anteriormente mensionados, mas também espectros de quasares que pretendemos obter com o VLT.

Instituição financiadora
Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Início: 1 maio 2002
Fim: 31 dezembro 2004