Como funciona o Universo? Compreender o nascimento do Universo e seu destino final são essenciais primeiros passos para desvendar os mecanismos de como ele funciona. Este, por sua vez, requer o conhecimento de sua história, que começou com o Big Bang.
Investigações anteriores da NASA com o Cosmic Microwave Background Explorer (COBE) e Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) mediram a radiação do Universo quando ele tinha apenas 300 mil anos de idade, o que confirma os modelos teóricos de sua evolução precoce. Com sua sensibilidade e resolução, o observatório Planck está agora a investigar o céu comprimento de onda longo para novas profundidades em sua pesquisa do céu de 2 anos, proporcionando novas restrições severas sobre a física dos primeiros momentos do Universo. Além disso, a possível detecção e investigação do padrão de polarização chamado modo B-on radiação cósmica de fundo (CMB) impressionado com as ondas gravitacionais durante os instantes iniciais irá fornecer pistas de como as estruturas de grande escala que observamos hoje veio a ser.
As observações com o telescópio espacial Hubble e outros observatórios mostrou que o Universo está se expandindo a uma taxa sempre crescente, o que implica que algum dia - em um futuro muito distante - alguém olhando para o céu à noite iria ver apenas nossa galáxia e suas estrelas. Os bilhões de outras galáxias vai recuaram além detecção por estes observadores futuros. A origem da força que está empurrando o Universo distante é um mistério, e os astrônomos se referem a ela simplesmente como "energia escura". Este componente novo e desconhecido, que compreende aproximadamente 75% do conteúdo de matéria-energia do Universo, irá determinar o destino final de todos. Determinar a natureza da energia escura, a sua história ao longo do tempo cósmico possível, é talvez a missão mais importante da astronomia para a próxima década e encontra-se no cruzamento da cosmologia, astrofísica e física fundamental.
Saber como as leis da física se comportar nos extremos de tempo e espaço, perto de um buraco negro ou uma estrela de nêutrons, também é uma peça importante do quebra-cabeça que deve obter, se quisermos entender como o Universo funciona. Observatórios atuais operam em raios-X e raios gama de energias, como o Chandra X-ray Observatory, Fermi Gamma-ray Space Telescope, o XMM-Newton, estão produzindo uma riqueza de informações sobre as condições da matéria perto de fontes compactas, em extrema os campos de gravidade inatingíveis na Terra. Futuras missões como o LISA e da International X-ray Observatory, vai empurrar a fronteira do conhecimento de exóticos fenômenos astrofísicos relacionadas com regimes extremos ainda mais no espaço e no tempo. Para SOP, a próxima década mantém a promessa de excitantes descobertas e novos, perguntas mais ousadas.
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