Os autores de um novo estudo potencialmente controverso sugerem que a expansão do universo pode ser uma ilusão. Esta reimaginação do cosmos resolve o mistério da energia escura e da matéria escura, que os cientistas acreditam representar cerca de 95% de toda a energia e matéria do universo, mas permanecem envoltas em mistério.
A nova abordagem é detalhada em um artigo publicado na revista Classical and Quantum Gravity pelo professor de física teórica da Universidade de Genebra, Lucas Lombreiser.
Qual é a expansão do universo?
De acordo com a teoria geralmente aceita, o Universo nasceu com o Big Bang e parecia um ponto muito quente e denso. Depois de frações inimaginavelmente pequenas de fração de segundo, a expansão (ou inflação) do Universo começou. O próprio espaço se expandiu mais rápido que a velocidade da luz. Durante este período, o universo cresceu em tamanho pelo menos 90 vezes.
Após a inflação, o crescimento do universo continuou, mas em ritmo mais lento, segundo a NASA. À medida que o espaço se expandia, ele esfriou e a matéria se formou. Um segundo depois do Big Bang, estava cheio de nêutrons, prótons, elétrons, antielétrons, fótons e neutrinos.
Cerca de 380 mil anos após o Big Bang, a matéria arrefeceu o suficiente para formar átomos numa era de recombinação, resultando num gás transparente e eletricamente neutro. Porém, a partir desse momento, o universo mergulhou na escuridão, já que nem estrelas nem quaisquer outros objetos brilhantes haviam se formado ainda.
Cerca de 400 milhões de anos depois, o universo começou a emergir da idade das trevas cósmica para a era da reionização. Durante este período de mais de meio bilhão de anos, aglomerados de gás suficientes colapsaram para formar as primeiras estrelas e galáxias, cuja energética luz ultravioleta ionizou e destruiu a maior parte do hidrogênio neutro.
Embora a expansão do universo tenha desacelerado gradualmente à medida que a matéria foi atraída uma pela outra sob a influência da gravidade, cerca de 5 ou 6 bilhões de anos após o Big Bang, segundo a NASA, uma força misteriosa (energia escura) começou a acelerar a expansão do universo. o universo. Acredita-se que esse processo continue até hoje.
Evidência de expansão e constante cosmológica
Os cientistas sabem que o Universo está a expandir-se devido ao desvio para o vermelho, o alongamento do comprimento de onda da luz em direcção à extremidade mais vermelha do espectro à medida que o objecto que o emite se afasta de nós. Galáxias distantes têm um desvio para o vermelho maior do que aquelas mais próximas da Terra. Isto sugere que estas galáxias estão se afastando cada vez mais de nós.
Mais recentemente, os cientistas encontraram evidências de que a expansão do universo não é fixa, mas está na verdade em aceleração. Existe um termo para esse fenômeno conhecido como constante cosmológica ou lambda.
Qual é o problema?
A constante cosmológica tem sido uma dor de cabeça para os cosmólogos porque as previsões da física de partículas quanto ao seu valor diferem das observações reais em 120 ordens de magnitude. Portanto, a constante cosmológica é chamada de “a pior previsão da história da física”.
Os cosmólogos muitas vezes tentam resolver a discrepância entre os diferentes valores lambda propondo novas partículas ou forças físicas. Mas os autores do novo estudo resolveram este problema repensando as versões existentes.
O que o novo estudo sugere?
Na interpretação matemática de Lombriser, o Universo não está em expansão, mas é plano e estático, como Einstein certa vez acreditou. Os efeitos observados que indicam expansão podem ser explicados pela evolução das massas de partículas como prótons e elétrons ao longo do tempo.
Nesta interpretação, as partículas surgem de um campo que permeia o espaço-tempo. A constante cosmológica é determinada pela massa do campo. Como esse campo flutua, as massas das partículas por ele geradas se comportam da mesma maneira. A constante cosmológica ainda muda com o tempo, mas neste modelo esse processo se deve à mudança na massa das partículas ao longo do tempo, e não à expansão do universo.
As flutuações de campo levam a desvios para o vermelho maiores em aglomerados distantes de galáxias do que os modelos cosmológicos tradicionais prevêem. Assim, a constante cosmológica permanece fiel às previsões do modelo.
Receita do Universo Negro
A nova estrutura Lombriser também resolve alguns outros problemas urgentes na cosmologia, incluindo a natureza da matéria escura . Este material invisível supera as partículas comuns de matéria numa proporção de 5 para 1, mas permanece incompreensível porque não interage com a luz.
O físico sugeriu que as flutuações do campo também poderiam se comportar como um campo axion. Ao mesmo tempo, os áxions são partículas hipotéticas consideradas um dos candidatos propostos para o papel da matéria escura.
Estas flutuações também poderiam “eliminar” a energia escura, uma força hipotética que está esticando a estrutura do espaço e, assim, separando as galáxias cada vez mais rápido. No novo modelo, o efeito da energia escura será explicado pelas massas das partículas, que em épocas posteriores do Universo escolheram um caminho evolutivo diferente.