A expansão do universo pode ser uma ilusão, sugere novo estudo teórico
O estudo tem implicações para os quebra-cabeças da energia escura e da matéria escura, que os cientistas acreditam representar cerca de 95% da energia e matéria totais do universo, mas permanecem um mistério.
Os cientistas sabem que o universo está se expandindo devido ao desvio para o vermelho, o alongamento do comprimento de onda da luz em direção à extremidade mais vermelha do espectro à medida que o objeto emissor se afasta de nós.
As galáxias distantes têm um desvio para o vermelho mais alto do que as mais próximas de nós, sugerindo que essas galáxias estão se afastando da Terra. Mais recentemente, foram encontradas evidências de que a expansão do universo não é fixa, mas na verdade está se acelerando cada vez mais rápido.
Essa expansão acelerada é capturada por um termo conhecido como constante cosmológica, ou lambda. A constante cosmológica tem sido uma dor de cabeça para os cosmólogos porque as previsões da física de partículas de seu valor diferem das observações reais em 120 ordens de magnitude.
De fato, para tentar superar essa armadilha, eles geralmente tentam resolver a discrepância entre os diferentes valores de lambda propondo novas partículas ou forças físicas.
Mas Lucas Lombriser, professor de física teórica da Universidade de Genebra, tem uma solução que consegue enfrentar o problema reconceitualizando o que já existe.
“Neste trabalho, colocamos um novo par de óculos para olhar o cosmos e seus quebra-cabeças não resolvidos, realizando uma transformação matemática das leis físicas que o regem”,
disse ele.
Na interpretação matemática de Lombriser, o universo não está em expansão, mas plano e estático, como Einstein acreditava. Os efeitos que observamos que apontam para a expansão são explicados pela evolução das massas de partículas, como prótons e elétrons, ao longo do tempo.
Nesse cenário, as partículas surgem de um campo que permeia o espaço-tempo.
A constante cosmológica é estabelecida pela massa do campo, e porque este campo flutua, as massas das partículas que ele dá à luz também flutuam. A constante cosmológica ainda varia com o tempo, mas neste modelo essa variação se deve à mudança na massa das partículas ao longo do tempo, não à expansão do universo.
No modelo, essas flutuações de campo resultam em redshifts maiores para aglomerados de galáxias distantes do que os modelos cosmológicos tradicionais prevêem.
E assim, a constante cosmológica permanece fiel às previsões do modelo.
“Fiquei surpreso que o problema da constante cosmológica simplesmente parece desaparecer nesta nova perspectiva do cosmos”,
reconheceu o físico de Genebra.
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A nova estrutura também aborda alguns dos outros problemas prementes da cosmologia, incluindo a natureza da matéria escura. Esse material invisível supera em número as partículas da matéria comum em uma proporção de 5 para 1, mas permanece um enigma porque não interage com a luz.
Lombriser sugeriu que as flutuações no campo também poderiam se comportar como o chamado campo axion – axions sendo partículas hipotéticas que são um dos candidatos sugeridos para a matéria escura.
Essas flutuações também podem matar a energia escura – a força hipotética que estica o tecido do espaço – e, assim, afastar as galáxias cada vez mais rápido.
No novo modelo proposto, o efeito da energia escura seria explicado pelas massas de partículas que seguiram um caminho evolutivo diferente em épocas posteriores do universo.
“Em princípio, não há necessidade de energia escura”,
acrescentou Lombriser.
A nova abordagem é detalhada em um artigo publicado na revista Classical and Quantum Gravity.
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