Os autores de um novo estudo potencialmente controverso sugerem que a expansão do Universo pode ser
A nova abordagem é descrita em detalhes em um artigo publicado na revista Gravidade Clássica e QuânticaProfessor de Física Teórica da Universidade de Genebra Lucas Lombriser.
Qual é a expansão do universo?
De acordo com a teoria geralmente aceita, o universo nasceujunto com o Big Bang e parecia um ponto muito quente e denso. Depois de frações inimaginavelmente pequenas de uma fração de segundo, a expansão do Universo (ou inflação) 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.
Segundo a NASA, após a inflação, o crescimento do universocontinuou, mas em um ritmo mais lento. À medida que o espaço se expandia, ele esfriava e a matéria se formava. Um segundo depois do Big Bang, estava cheio de nêutrons, prótons, elétrons, antielétrons, fótons e neutrinos.
Esta imagem de todo o céu mostra o Universo nascente. Ela mostra flutuações de temperatura que remontam a 13,7 bilhões de anos. Imagem cortesia da NASA
Aproximadamente 380.000 anos após o Big Banga matéria esfriou o suficiente para formar átomos na era da recombinação, o que levou à formação de um gás transparente e eletricamente neutro. No entanto, após esse momento, o universo mergulhou na escuridão, pois nem as estrelas nem quaisquer outros objetos brilhantes haviam se formado.
Aproximadamente 400 milhões de anos depois, o Universo começouemergem da idade das trevas cósmica para a era da reionização. Durante esse período de mais de meio bilhão de anos, aglomerados de gás suficientes colapsaram para formar as primeiras estrelas e galáxias, cuja luz ultravioleta energética ionizou e destruiu a maior parte do hidrogênio neutro.
Embora a expansão do universo tenha diminuído gradualmentecomo as matérias foram atraídas umas pelas outras 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. Acredita-se que esse processo continue até hoje.
Evidências para a expansão e a constante cosmológica
Os cientistas sabem que o universo está se expandindo devido àredshift, estendendo o comprimento de onda da luz para a 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 maior do que as mais próximas da Terra. Isso sugere que essas galáxias estão se afastando cada vez mais de nós.
Mais recentemente, os cientistas encontraram evidências de queque a expansão do universo não é fixa, mas na verdade está se acelerando. Existe um termo para esse fenômeno conhecido como constante cosmológica ou lambda.
Qual é o problema?
A constante cosmológica foi uma dor de cabeçapara os cosmólogos, porque as previsões da física de partículas de 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".
Aglomerado globular NGC 6397. Imagem cortesia de NASA/Francesco Ferraro/Bologna Observatory
Os cosmólogos muitas vezes tentam resolver a discrepânciaentre diferentes valores de lambda, sugerindo novas partículas ou forças físicas. Mas os autores do novo estudo resolveram esse problema repensando as versões existentes.
O que o novo estudo sugere?
Na interpretação matemática de LombreatherO universo não está se expandindo, mas é plano e estático, como Einstein acreditava. 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 do campo,permeando o espaço-tempo. A constante cosmológica é determinada pela massa do campo. Como esse campo flutua, as massas das partículas geradas por ele se comportam da mesma maneira. A constante cosmológica ainda muda com o tempo, mas nesse modelo esse processo se deve à mudança da massa das partículas ao longo do tempo, e não à expansão do universo.
Flutuações de campo levam a grandes manchas vermelhasdeslocamentos de aglomerados distantes de galáxias do que os modelos cosmológicos tradicionais prevêem. Assim, a constante cosmológica permanece fiel às previsões do modelo.
Receita do Universo Sombrio
A nova estrutura Lombreather também resolve algunsoutros problemas prementes da cosmologia, incluindo a natureza da matéria escura. Este material invisível supera as partículas comuns de matéria em uma proporção de 5 para 1, mas permanece incompreensível porque não interage com a luz.
O físico sugeriu que as flutuações de campo tambémpode se comportar como um campo de axônio. Nesse caso, os axions são partículas hipotéticas, consideradas um dos candidatos propostos para o papel de matéria escura.
Essas flutuações também podem "acabar" com a escuridãoenergia, uma força hipotética que está esticando o tecido 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 momentos posteriores do Universo escolheram um caminho evolutivo diferente.
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