Dada a velocidade finita de propagação da luz, sabemos também
que a radiação emitida por estes objectos que hoje chega até
nós partiu da origem há muito, muito tempo atrás, quando o
Universo era mais jovem. No caso mencionado, observar objectos tão
distantes equivale a estar a ver uma época em que o Universo tinha
pouco menos de metade da sua idade actual!
Podemo-nos perguntar qual será a importância de detectar e estudar os enxames de galáxias longínquos. Na verdade, os diferentes modelos cosmológicos propostos para descrever o Universo prevêm diferentes números destes sistemas nas diferentes idades do Universo. Por isso, ao ter uma ideia da quantidade destes aglomerados ao longo do tempo, os cientistas podem impôr limites aos modelos teóricos e assim escolher o que melhor descreve a realidade.
Para além disso, a formação e evolução dos enxames e das
galáxias que os constituem continuam a esconder os seus segredos aos
astrónomos. Quantas mais observações estiverem disponíveis,
mais se conseguirá descobrir sobre este intrigante e fascinante
assunto.
Por estas razões, várias equipas internacionais têm vindo a
iniciar ambiciosos programas de busca de enxames de galáxias
distantes. Realizando observações em diferentes comprimentos de
onda (que detectam, respectivamente, as galáxias ou o gás que
compõem os enxames de galáxias - ver "O Observatório" de
Outubro de 1998, pág. 6) e várias técnicas matemáticas para
análise dessas observações, os esforços têm sido
recompensados e vários enxames de galáxias distantes são já
conhecidos até redshifts da ordem de 1.3!
Um dos métodos utilizados para detectar enxames de galáxias
distantes tem como base a diferença observada nas cores das
galáxias distantes quando comparadas às das suas congéneres que
se encontram mais próximas de nós. A causa desta diferença
está no efeito Doppler que tão bem conhecemos em vários exemplos
do dia-a-dia. No caso das galáxias distantes, que se afastam de
nós por efeito da expansão do Universo, a luz que elas emitem
chega-nos desviada para o vermelho. Contrariamente, esse efeito é
muito menor, sendo mesmo desprezável, no caso das galáxias
próximas da nossa Via Láctea.
Os modelos físicos desenvolvidos pelos astrofísicos para
descrever a evolução das galáxias permitem estimar, pela
quantidade de radiação relativa medida nos dois filtros, a
distância às galáxias emissoras observadas nas imagens.
Para ilustrar este efeito do redshift, desenharam-se nos gráficos seguintes (Figs. 1 e 2) os espectros da radiação emitida por uma mesma galáxia situada a duas distâncias diferentes de nós, de acordo com as previsões dos modelos teóricos.
Fig. 1 Espectro de radiação de uma galáxia de tipo morfológico irregular situada a redshift 0, ou seja, no Universo local. As ordenadas indicam o fluxo da radiação em unidades arbitrárias e as abcissas são o comprimento de onda dessa radiação, medida dada em Angstroms (um décimo do metro).Na primeira figura, a galáxia encontra-se mesmo na vizinhança da Via Láctea, enquanto que na segunda figura, a mesma galáxia foi colocada a uma distância extremamente grande, de modo a evidenciar bem o efeito que se quer mostrar. Assim, é notório não só a diminuição do fluxo de luz que recebemos (como se vê comparando os valores explícitos nos eixos das ordenadas) pelo facto de a galáxia nos parecer mais ténue devido a estar mais longe (como se vê no eixo das ordenadas), como também e, principalmente, o desvio do fluxo para comprimentos de onda maiores: o famoso desvio para o vermelho que já referimos.
Fig. 2 O espectro de radiação da mesma galáxia, se ela estivesse situada a redshift 3, ou seja, no Universo muito distante.Como consequência deste efeito, se obtivermos uma imagem de um enxame de galáxias distante com um filtro vermelho e outra através de um filtro azul, vamos ver que, no primeiro, as galáxias são bem visíveis, enquanto que no filtro azul quase não conseguimos detectá-las, como se mostra nas figuras seguintes.
No caso dos aglomerados próximos, a radiação composta das galáxias observa-se quase com igual intensidade nos dois filtros.
Fig. 3.Foram encontradas soluções das equações de Einstein (que são habitualmente usadas em cálculos no âmbito da Relatividade) que apresentavam algumas características peculiares. Nomeadamente, a matéria que constitui o wormhole tem uma massa negativa. Diz-se, por vezes, que esta matéria é "exótica" porque viola algumas condições de energia que são fundamentais para alguns dos teoremas da Relatividade Geral. Aparentemente, as leis da física clássica proíbem massas negativas, mas a física quântica prevê a sua existência violando, consequentemente, algumas destas condições de energia.
Fig. 4.A primeira imagem mostra um enxame de galáxias distante observado com um filtro vermelho. As galáxias centrais, que formam o núcleo do enxame distante, quase deixam de ser observáveis através do filtro azul (imagem inferior). O mesmo acontece com outros membros do enxame, espalhados pela imagem, enquanto que as galáxias de campo, apelidadas deste modo por não pertencerem ao enxame e se encontrarem distribuídas entre nós e o enxame, são facilmente detectadas em ambos os filtros.
CL