O conceito descrito neste artigo parece tão simples que é surpreendente que ninguém tenha feito isso antes: mapear as massas e raios de todas as categorias de objetos, de partículas subatômicas a superaglomerados de galáxias, em um mapa global.
Agora que o Dr. Charles Lineweaver e o estudante de pós-graduação Vihan Patel finalmente conseguiram, os resultados levantar algumas questões muito intrigantes e talvez até mesmo preocupantes.
Lineweaver e Patel usaram um gráfico logarítmico porque nada mais poderia cobrir uma gama tão ampla de valores em tamanho e massa. Algumas áreas são completamente “proibidas” pelas leis conhecidas da física, e é aí que a mecânica quântica entra em jogo.
A mecânica quântica “desfoca a própria natureza do que realmente significa ser um único objeto [ referindo-se a partículas fundamentais ], disse” Patel.
Talvez a parte mais significativa do diagrama ( abaixo de ) seja a linha preta que separa a área rotulada como “ proibida pela gravidade ” do espaço povoado por objetos familiares. Buracos negros estão localizados ao longo desta linha.
Quanto mais massa um buraco negro tiver, menor será sua densidade, explicou Lineweaver.
Embora o lado esquerdo da linha seja teórico, os astrônomos observaram uma variedade de tamanhos de buracos negros, desde os restos de estrelas em colapso até os maiores buracos negros supermassivos, então esse padrão é estabelecido e compreendido.
No entanto, seguindo a linha para cima, aprendemos que todo o Universo observável – a região dentro do raio de Hubble (volume) – também está nesta linha.
Em outras palavras, se um buraco negro fosse do mesmo tamanho que o Universo que vemos, então ele teria a mesma densidade que o Universo. Talvez o nosso Universo seja um buraco negro gigante? Se a resposta for sim, o que isso significa?
Lineweaver observou que ele e Patel não são os primeiros cientistas a se perguntar se todo o universo poderia ser um buraco negro, embora outros tenham chegado à ideia de outras maneiras.
A medida de massa escolhida por Lineweaver e Patel inclui matéria escura e energia escura (uma vez que energia e massa são intercambiáveis). À medida que o Universo dentro do raio de Hubble aumentou de tamanho, o mesmo aconteceu com sua massa/energia total devido ao aumento da energia escura.
Bilhões de anos atrás, quando o raio do Hubble era muito menor, o Universo também estava na linha de buracos negros, por isso é improvável que sua posição seja apenas uma coincidência.
Lineweaver observa que existe um horizonte de eventos em torno do universo observável (, o que significa que 94% das galáxias do universo estão constantemente além do nosso alcance ), assim como há um buraco negro, e este é apenas um dos paralelos entre eles.
No entanto, Lineweaver também enfatizou que o Universo sendo um buraco negro exige a suposição de que tudo além do raio do Hubble é um espaço Minkowski de densidade zero ( falando aproximadamente, um vácuo ). A maioria dos cosmologistas, incluindo Lineweaver, considera isso uma suposição ruim, deixando claras as implicações de seu mapa global.
“ O universo pode ser um buraco negro de dentro para fora, ” ele acrescentou.
No geral, o cientista acredita que esse problema requer muito mais reflexão.
O obstáculo para responder à questão de saber se o Universo é um buraco negro, ou pelo menos algo relacionado a ele, é que não sabemos nada sobre o funcionamento interno dos buracos negros. Como Stephen Hawking e Roger Penrose observaram, a relatividade geral e a mecânica quântica dão respostas diferentes a essas perguntas, e essa contradição não desapareceu.
O gráfico também levanta questões sobre a natureza do universo. “Na extremidade menor, o lugar onde a mecânica quântica e a relatividade geral se encontram é o menor objeto possível – um instante,” Patel disse.
“Este gráfico sugere que o universo pode ter começado como um instanton, que tem um tamanho e massa específicos, em vez de uma singularidade, que é um ponto hipotético de densidade e temperatura infinitas.”
Instanton é um tipo especial de flutuação de um campo quântico no vácuo, no qual um campo de glúon forte se inflama espontaneamente e sai.
Embora o termo “singularity” esteja muito mais associado na consciência pública com o Big Bang , Lineweaver disse que as pessoas deveriam se familiarizar mais com o instanton, que ele considera um modelo mais plausível para a origem do universo.