Novas pesquisas que analisam o problema da constante cosmológica sugerem que a expansão do universo pode ser uma ilusão.
Com informações de Live Science.
Novas pesquisas sugerem que pode haver mais na imagem que não estamos vendo. (Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/SSC)
A expansão do universo pode ser uma miragem, sugere um novo estudo potencialmente controverso. Esse repensar do cosmos também sugere soluções 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 envoltas em mistério.
A nova abordagem é detalhada em um artigo publicado em 2 de junho na revista Classical and Quantum Gravity, pelo professor de física teórica da Universidade de Genebra, Lucas Lombriser.
Os cientistas sabem que o universo está se expandindo por causa do 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 que a emite 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 cada vez mais da Terra.
Mais recentemente, os cientistas encontraram evidências de que a expansão do universo não é fixa, mas na verdade está 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 de seu valor feitas pela física de partículas diferem das observações reais em 120 ordens de magnitude. A constante cosmológica foi, portanto, descrita como “a pior previsão da história da física”.
Os cosmólogos muitas vezes tentam resolver a discrepância entre os diferentes valores de lambda propondo novas partículas ou forças físicas, mas Lombriser aborda isso reconceituando o que já existe.
“Neste trabalho, colocamos um novo par de óculos para observar o cosmos e seus quebra-cabeças não resolvidos, realizando uma transformação matemática das leis físicas que o governam”, disse Lombriser ao Live Science por e-mail.
Na interpretação matemática de Lombriser, o universo não está se expandindo, mas é 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.
Nesta ideia, essas partículas surgem de um campo que permeia o espaço-tempo. A constante cosmológica é definida 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 da 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”, disse Lombriser.
Uma receita para o universo sombrio
A nova estrutura de Lombriser também aborda alguns dos outros problemas prementes da cosmologia, incluindo a natureza da matéria escura. Este material invisível supera as partículas de matéria comum em uma proporção de 5 para 1, mas permanece misterioso porque não interage com a luz.
Lombriser sugeriu que as flutuações no campo também poderiam se comportar como um chamado campo de axions, com axions sendo partículas hipotéticas que são um dos candidatos sugeridos para a matéria escura.
Essas flutuações também poderiam acabar com a energia escura, a força hipotética que estende o tecido do espaço e, assim, afasta as galáxias cada vez mais rápido. Nesse modelo, o efeito da energia escura, de acordo com Lombriser, seria explicado pelas massas das partículas tomando um caminho evolutivo diferente em momentos posteriores do universo.
Neste modelo “não há, em princípio, necessidade de energia escura”, acrescentou Lombriser.
A pesquisadora de pós-doutorado da Universidad ECCI, Bogotá, Colômbia, Luz Ángela García, ficou impressionada com a nova interpretação de Lombriser e com a quantidade de problemas que ela resolve.
“O artigo é bastante interessante e fornece um resultado incomum para vários problemas em cosmologia”, disse García, que não esteve envolvido na pesquisa, à Live Science. “A teoria fornece uma saída para as tensões atuais na cosmologia.”
No entanto, García pediu cautela ao avaliar as descobertas do artigo, dizendo que ele contém elementos em seu modelo teórico que provavelmente não podem ser testados observacionalmente, pelo menos em um futuro próximo.
