Antes de surgirem as estrelas e os planetas, os buracos negros e as anãs brancas, e até mesmo antes dos primeiros átomos e raios de luz, o Universo já reverberava com algo surpreendente — o som.

O zumbido primordial do Universo viajava a mais da metade da velocidade da luz, atravessando o plasma superaquecido de fótons, bárions e matéria escura. Ele surgiu de um cabo de guerra entre as poderosas forças fundamentais, que geravam ondas sonoras naquela sopa de partículas eletricamente carregada.

Quando o Universo tinha “apenas” algumas centenas de milhares de anos, o plasma desapareceu como o nevoeiro da manhã. E o Universo caiu rapidamente em silêncio profundo.

Mas ainda é possível captar ecos dessas primeiras ondas sonoras que se propagaram pelo Universo primordial, se soubermos onde procurar.

As oscilações criadas por essas ondas no plasma deixaram uma marca permanente na distribuição de matéria pelo Universo. E essas oscilações também fornecem aos astrônomos indicações sobre um dos mistérios mais profundos do nosso Universo atual: aquela força misteriosa conhecida como energia escura.

As ondas sonoras primordiais — também conhecidas como oscilações acústicas de bárions (BAOs, na sigla em inglês) — foram formadas quando as partículas do Universo inicial começaram a se reunir, atraídas pela gravidade.

“A força gravitacional da matéria escura nos primórdios do Universo criou ‘poços de potencial’, que atraíam o plasma para o seu interior”, segundo a física brasileira Larissa Santos, professora do Centro de Gravitação e Cosmologia da Universidade de Yangzhou, na China.

Mas o plasma era tão quente que também criava outra força, na direção oposta. “Os fótons criavam pressão de radiação que lutava contra a gravidade e empurrava tudo de volta para o lado externo. Esta luta criava oscilações acústicas — ondas sonoras”, explica a professora.

As BAOs irrompiam de incontáveis poços de potencial, formando esferas concêntricas de energia sonora em expansão. Elas se entrecruzavam, esculpindo o plasma em padrões de interferência tridimensionais complexos e deslumbrantes.

Se houvesse seres humanos vivendo na época das “oscilações acústicas de bárions” (BAOs), eles não teriam ouvido nenhum ruído. Os sons estavam cerca de 47 oitavas abaixo da primeira nota do piano. Seus comprimentos de onda eram gigantescos — cerca de 450 mil anos-luz.

Esses estrondos inaudíveis e incrivelmente profundos viajavam através de um meio incapaz de ser penetrado, até pelos nossos telescópios mais poderosos.

Em busca de ‘registros fósseis’
Quando mais profundamente olhamos para o Universo, mais retornamos na sua história. Isso se deve ao tempo que a luz leva para chegar até nós.

Mas só conseguimos ver tão longe porque as cargas elétricas dos prótons e elétrons liberados naqueles primeiros estágios de vida do Universo espalhavam e difundiam a luz, criando um brilho aleatório impenetrável.

Enquanto isso, as BAOs criaram padrões nesse meio que oscilavam para o lado externo. Por isso, podemos observar suas evidências no Universo atual.

O Telescópio Espacial Planck, da Agência Espacial Europeia, conseguiu captar ecos de BAOs dos primórdios do Universo, que os cientistas traduziram para frequências audíveis.

O zumbido é composto de um tom baixo com sobretons mais altos. Ele foi processado para produzir um arquivo sonoro com ruídos intensos, que podem ser ouvidos por seres humanos.

Quando atingiu cerca de 379 mil anos de idade, o Universo se resfriou o suficiente para que os prótons e elétrons se emparelhassem, formando os primeiros átomos de hidrogênio neutros. O plasma então desapareceu, o que deixou o Universo subitamente transparente e permitiu a transmissão da luz.

Ao mesmo tempo, a batalha entre a radiação e a gravitação chegou ao fim. As BAOs cessaram e o Universo entrou em silêncio.

Um jato de energia luminosa começou então a se espalhar pelo Universo. Ele era tão poderoso que ressoa até hoje pelos radiotelescópios, atraindo os físicos como um sinal da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB, na sigla em inglês), 13 bilhões de anos depois.

A CMB é o registro visual mais antigo e detalhado dos primórdios do Universo. Ela oferece aos cientistas um “registro fóssil” dos primeiros sons do cosmos.

“Nós vemos [os sons] impressos na radiação cósmica de fundo em micro-ondas e também na estrutura do Universo em larga escala”, segundo Santos. A física brasileira participa de um novo projeto de radiotelescópio internacional para analisar os ecos modernos daquela canção antiga.

“Sua assinatura é encontrada na quantidade levemente excessiva de pares de galáxias que são separadas em uma escala fixa de 150 Megaparsecs – cerca de 500 milhões de anos-luz”, explica a professora.

Projeto em construção na Paraíba

As assinaturas de BAO não são apenas indicações de como seriam os primeiros sons do Universo. Elas também servem de padrão para medir os efeitos de outro fenômeno invisível: a energia escura.

A energia escura faz o Universo se expandir. Seus efeitos estão em toda parte, mas sua natureza é desconhecida.

O estudo da escala das assinaturas de BAO a diferentes distâncias da Terra conta como os efeitos da energia escura alteraram a história do Universo.

“Chamamos de régua padrão”, afirma Santos. “Temos esta escala fixa. Pelas suas variações aparentes, podemos saber como o Universo evoluiu ao longo do tempo.”

Larissa Santos faz parte do projeto internacional responsável pelo radiotelescópio Bingo, atualmente em construção na Paraíba. Bingo é a sigla em inglês de “BAOs de Observações Integradas de Gás Neutro”.

O radiotelescópio será sintonizado com as assinaturas de radiação características do hidrogênio — o átomo mais simples, mais antigo e mais abundante do Universo.

Os átomos de hidrogênio liberam radiação com comprimento de onda de 21 centímetros. Este comprimento é invisível para o olho humano, mas pode ser detectado pelo radiotelescópio.

A energia escura “estica” a radiação das nuvens de hidrogênio mais distantes. Com isso, o comprimento de onda observado aqui na Terra aumenta. Quanto maior a distância, maior o comprimento de onda.

“Você escolhe a frequência do radiotelescópio de acordo com a época do Universo que você quer medir”, explica Santos.

O radiotelescópio Bingo foi projetado para mapear a distribuição do hidrogênio entre um bilhão e quatro bilhões de anos-luz atrás — o que é relativamente próximo, na escala cósmica de tempo e espaço.

Os dois enormes espelhos parabólicos do Bingo refletem essa radiação primordial sobre um conjunto de 50 detectores de ondas dirigidas, conhecidos como “cornetas”.

A base móvel do telescópio é o planeta onde ele está sendo construído. A rotação da Terra movimenta o equipamento sob as estrelas, varrendo uma área do céu de 15 por 200 graus.

Usando cálculos estatísticos complexos, a professora Larissa Santos irá analisar os dados para localizar milhões de galáxias, examinando as distâncias relativas entre elas. Com isso, será possível estudar com mais profundidade como a energia escura afetou os padrões de BAOs naquela época.

“O Bingo irá examinar o Universo posterior, depois que a energia escura dominou a expansão. É um grande complemento para outros experimentos”, segundo ela. E muitos desses outros experimentos já começaram ou estão planejados.

Abordagem ‘gananciosa’

“O mapeamento da intensidade de hidrogênio, em princípio, pode medir qualquer coisa no Universo entre os dias atuais e a CMB. É um imenso volume a ser explorado”, afirma a professora de física Cynthia Chiang, que estuda a densidade do hidrogênio na Universidade McGill em Montreal, no Canadá.

“O Bingo e outros experimentos similares procuram os gases que ficam dentro das galáxias. Eles são um marcador de onde está a matéria”, explica a professora.

Os instrumentos sintonizados em regiões relativamente próximas são do interesse de Chiang, mas ela também deseja obter respostas sobre o restante da história cósmica.

“Minha abordagem é muito gananciosa”, afirma Chiang, rindo. “Estou organizando um experimento sintonizado em frequências correspondentes à ‘Idade das Trevas’.”

“Este é o período imediatamente seguinte à formação das micro-ondas de fundo. Nunca tivemos acesso à cosmologia daquele período porque é muito, muito difícil”, segundo a professora.

Entre a “superfície da última dispersão” (quando o plasma bariônico deu lugar à CMB) e a “madrugada cósmica” (quando brilhou a luz da primeira estrela), existe um intervalo de 250 a 350 milhões de anos. As BAOs deixaram nuvens de hidrogênio agrupadas em finas estrias, como as ondas do mar em refluxo, que deixam ondulações na areia.

Antes que Chiang possa ter acesso à radiação de 21 cm daquela época, ela precisa projetar experimentos para excluir os sinais mais recentes da nossa própria galáxia, que podem mascarar os dados mais antigos.

“Este primeiro experimento ainda não irá chegar à cosmologia”, explica ela. “O objetivo é mapear as emissões da Via Láctea nessas frequências em resolução muito alta, para podermos conhecer a aparência do céu na primeira passagem. Depois, esperamos poder subtrair aquilo e chegar à cosmologia.”

“Como o nome indica, na Idade das Trevas, o Universo era um lugar muito escuro e monótono”, prossegue a professora. “Ali, o sinal que você recebe é uma emissão de 21 cm quase uniforme daquela parede de hidrogênio.”

“Mas existem flutuações sutis de brilho que correspondem às densidades mais altas e mais baixas. Você consegue minúsculos pontos frios e quentes.”

Para a professora, a CMB é como uma fotografia estática que captura, em detalhes impressionantes, um momento fundamental da evolução cósmica. Mas o mapeamento da densidade do hidrogênio na Idade das Trevas também capturaria centenas de milhões de anos imediatamente posteriores.

“Você consegue sondar um volume tridimensional”, explica Chiang. “Se você conseguir medir o mesmo tipo de informação da CMB, mas refletido sobre hidrogênio, você consegue muito mais dados e, potencialmente, pode restringir ainda mais os parâmetros cosmológicos.”

“Se chegarmos lá, será maravilhoso. Mas é um caminho muito, muito longo.”

A inflação cósmica

Os experimentos planejados por Cynthia Chiang e o telescópio Bingo somam-se a um conjunto cada vez maior de instrumentos de observação inovadores que pretendem desvendar a história das BAOs, a estrutura do Universo em larga escala e a energia escura invisível que separa as galáxias.

“Quando medimos o céu, medimos tudo”, explica Larissa Santos. “A CMB, o hidrogênio neutro, as fontes das galáxias, todo este tipo de coisas. Precisamos conseguir reconhecer o que é um sinal cosmológico e o que é outra coisa qualquer.”

Santos também espera que as BAOs revelem ainda mais sobre o passado do Universo, perfurando a parede de plasma com 379 mil anos de espessura para fornecer dados sobre a fração de segundo anterior – a “era inflacionária” do Universo. Afinal, a maioria dos cosmólogos acredita que, naquela era, o espaço tenha se expandido com velocidade maior que a da luz.

A inflação cósmica é uma teoria amplamente aceita sobre a evolução do Universo do seu estado original minúsculo, quente e denso, até se tornar o cosmos que vemos hoje em dia.

Esta teoria passou por muitos modelos, variações e simulações. Ela oferece muitas previsões consistentes que foram testadas e verificadas, embora não haja evidências diretas a respeito.

“Muitas teorias inflacionárias já foram descartadas pelas nossas observações”, segundo Santos. “Com as medições que queremos ver, podemos determinar quais teorias se adaptam melhor às medições antes de seguir adiante.”

As oscilações acústicas de bárions existiram apenas por algumas centenas de milhares de anos. Mas elas ajudaram a criar a história do Universo invisível do começo ao fim.

Agora, elas ajudam os cientistas a contar essa história.

G1PB com BBC

A redação do Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) aborda, a cada ano, temas de ordem social, científica, cultural ou política. A prova de redação é a única parte discursiva do exame, que é composto basicamente por questões objetivas múltipla escolha. Na reta final para as provas, que serão aplicadas em todo o país nos dias 5 e 12 de novembro, a Agência Brasil reuniu todos os temas cobrados nas edições anteriores do Enem.

Na prova de redação, os estudantes precisam escrever um texto dissertativo-argumentativo. No texto devem defender um ponto de vista – uma opinião a respeito do tema proposto –, apoiada em argumentos consistentes, estruturados com coerência e coesão, formando uma unidade textual. Além disso, os candidatos precisam elaborar uma proposta de intervenção social para o problema apresentado no desenvolvimento do texto que respeite os direitos humanos.

O texto produzido é avaliado por, pelo menos, dois professores graduados em letras ou linguística, de forma independente, sem que um conheça a nota atribuída pelo outro. Essa é a única prova que tem uma nota de zero a mil, Caso tire zero, o candidato é eliminado.

A cada ano, ao longo da história do Enem, o exame teve pelo menos dois temas de redação, um cobrado na aplicação regular e outro no Enem voltado para adultos privados de liberdade e jovens sob medida socioeducativa que inclua privação de liberdade, o chamado Enem PPL, aplicado em data posterior ao exame regular. Também fazem essa prova os estudantes que foram prejudicados por questões logísticas no dia do Enem regular.

Em alguns anos, no entanto, houve exceções. Em 2020, houve um terceiro tema. Era a primeira aplicação do Enem Digital, que teve uma prova diferente do Enem impresso. Em 2016, houve duas aplicações regulares devido a um amplo movimento de ocupação de escolas por estudantes em várias cidades do país. Entre os motivos do protesto estava o Novo Ensino Médio, que na época acabava de ser proposto por meio de medida provisória. As ocupações de alguns locais de prova impediram a realização das provas na data regular.

Em 2014, houve também três aplicações. Nesse ano, 31 candidatos de Pernambuco não conseguiram fazer o Enem regular por conta, principalmente, de falta de energia no local de prova. Eles fariam a reaplicação junto com Enem PPL, mas o caminhão dos Correios que transportava os cartões de resposta e as provas de redação para correção foi roubado na cidade do Rio de Janeiro, o que levou o Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira (Inep) a realizar uma terceira aplicação das provas, para eles.

Já em 2009, na primeira aplicação do chamado novo Enem, quando o exame passou a ter o formato atual e a servir de porta de entrada para o ensino superior, o Enem teve apenas um tema de redação, o da aplicação regular. Isso porque o Enem PPL começou a ser aplicado apenas em 2010.

Todas as provas e os gabaritos do Enem estão disponíveis na página no Inep.

Confira os temas de redação cobrados em todas as edições do Enem:
Enem 2009: O indivíduo frente à ética nacional (Enem regular)

Enem 2010: O trabalho na construção da dignidade humana (Enem regular) e Ajuda humanitária (Enem PPL e reaplicação)

Enem 2011: Viver em rede no século XXI: os limites entre o público e o privado (Enem regular) e Cultura e mudança social (Enem PPL e reaplicação)

Enem 2012: O movimento imigratório para o Brasil no século XXI (Enem regular) e O grupo fortalece o indivíduo? (Enem PPL e reaplicação)

Enem 2013: Efeitos da implantação da Lei Seca no Brasil (Enem regular) e Cooperativismo como alternativa social (Enem PPL e reaplicação)

Enem 2014: Publicidade infantil em questão no Brasil (Enem regular), O que o fenômeno social dos “rolezinhos” representa? (Enem PPL e reaplicação), Alternativas para a escassez de água no Brasil” (Terceira aplicação)

Enem 2015: A persistência da violência contra a mulher na sociedade brasileira (Enem regular) e O histórico desafio de se valorizar o professor (Enem PPL e reaplicação)

Enem 2016: Caminhos para combater a intolerância religiosa no Brasil (Enem regular primeira aplicação), Caminhos para combater o racismo no Brasil (Enem regular segunda aplicação) e Alternativas para a diminuição do desperdício de alimentos no Brasil (Enem PPL e reaplicação)

Enem 2017: Desafios para formação educacional de surdos no Brasil (Enem regular) e Consequências da busca padrões de beleza idealizados (Enem PPL e reaplicação)

Enem 2018: Manipulação do comportamento do usuário pelo controle de dados na internet (Enem regular) e Formas de organização da sociedade para o enfrentamento de problemas econômicos no Brasil (Enem PPL e reaplicação)

Enem 2019: Democratização do acesso ao cinema no Brasil (Enem regular) e Combate ao uso indiscriminado das tecnologias digitais de informação por crianças (Enem PPL e reaplicação)

Enem 2020: O Estigma Associado às Doenças Mentais na Sociedade Brasileira (Enem impresso), O desafio de reduzir as desigualdades entre as regiões do Brasil (Enem digital) e A falta de empatia nas relações sociais no Brasil (Enem PPL e reaplicação)

Enem 2021: Invisibilidade e Registro Civil: garantia de acesso à cidadania no Brasil (Enem regular) e Reconhecimento da contribuição das mulheres nas ciências da saúde no Brasil (Enem PPL e reaplicação)

Enem 2022: Desafios para a valorização de comunidades e povos tradicionais no Brasil (Enem regular) e Medidas para o enfrentamento da recorrência da insegurança alimentar no Brasil (Enem PPL e reaplicação)

Agência Brasil