Black Body

Acredita-se por aí que o universo surgiu dos estilhaços de uma grande explosão. A ser verdade, por que não vivemos num pedregulho disforme? Por que temos por perto estes vizinhos, tais como marte, júpiter, ou até mesmo o sol? Por que não vagueamos no espaço profundo sem pertencer a nenhuma comunidade cosmológica como a via láctea?

Porque se juntaram quase todos aqueles estilhaços, formando massas esféricas?

Por alturas do suposto Big Bang, aí uns bilionésimos de segundo aBB (after Big Bang), uma intensa radiação começou a ser emitida, devido às altas temperaturas atingidas pela explosão: a Cosmic Microwave Background Radiation (CMBR). O black body é por vezes confundido pela CMBR, por terem o mesmo espectro radioactivo.

O black body é uma espécie de corpo que absorve toda a radiação electromagnética, luz incluída, mas não reflecte nenhuma, nem deixa passa-la através dele. Por isso o black. Como não reflecte nenhuma radiação, é completamente negro. No entanto o black body emite a sua própria radiação electromagnética, embora a sua frequência seja muito baixa. A grande distinção nesta radiação é que a sua intensidade e comprimento de onda se alteram sempre que a temperatura do black body muda e pode tornar-se visível se a sua temperatura atingir aproximadamente os 427º centígrados. Frequência? Intensidade? Comprimento de onda? Vejamos:



O espectro ou medição das ondas electromagnéticas envolve três valores:

- O comprimento de onda, ou o comprimento desta desde a sua formação na base, até à sua conclusão na base.

- A intensidade da onda, ou a altura desta desde a sua formação na base, até à sua conclusão na base. A intensidade máxima é a altura da onda no seu pico.

- A frequência, ou o número de ondas (oscilações) que passam por segundo num determinado ponto. 1 Hz (Hertz) corresponde a 1 oscilação por segundo.

Por isso, maior o comprimento de onda, menor a frequência, porque se a onda é mais comprida vai demorar mais tempo a passar num determinado ponto, logo passam menos ondas por segundo; maior a frequência, menor o comprimento de onda, pelo inverso da razão indicada. No entanto a intensidade da onda pode variar sem que varie a frequência, e por consequência, nem o comprimento de onda. Ou seja, a onda pode ser mais alta ou menos alta e o comprimento não se alterar, mantendo a frequência.

Na intensidade também se conseguem encontrar variações. Uma determinada onda pode ter um declive mais acentuado na sua formação até ao pico e menos acentuado quando se desforma, por exemplo. É nesta variação que se consegue descortinar a radiação do black body.



A CMBR, imediatamente após o Big Bang, atingiu temperaturas que se estimam em 3000º centígrados, mas foi arrefecendo ao longo dos tempos, encontrando-se agora nos 2.7º acima do zero absoluto (-275.85º centígrados). Sempre que exista uma variação de temperatura num black body, na ordem dos milionésimos de graus centígrados, será criada naquela zona energia suficiente para agregar matéria. Esta energia é fraquíssima, mas é aqui que tudo começa. A gravidade dos corpos faz o resto. No fundo, é quase como um grão de areia numa pista de altas velocidades. Provoca um pequeno desvio.

Agora, uma pergunta se impõe:

Como descobrir uma variação tão pequena na temperatura do black body?

Consegue-se medir a variação de forma indirecta. Em vez de se conceber aparelhos extremamente sofisticados para medir a temperatura, conceberam um aparelho que mede o espectro magnético das ondas do black body. Ora, como disse lá atrás, " a intensidade e comprimento de onda alteram-se sempre que a temperatura do black body muda", basta encontrar ondas com o espectro do black body, mas com a intensidade (altura) e comprimento de onda diferentes. Por aí se entenderá onde poderá ter começado a haver agregação de matéria.

Foi por terem trabalhado neste conceito e descoberto áreas no espaço cósmico onde realmente a temperatura do black body é diferente, que os físicos John C. Mather e George F. Smoot foram agraciados com o prémio nobel da física em 2006.

O WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) mostra os locais do universo onde existem variações de temperatura da CMBR: