A velocidade da luz pode ter ultrapassado a gravidade nos primeiros dias do universo

A velocidade da luz no vácuo (representada pela letra “c”) é praticamente a constante mais fundamental da física. De acordo com a teoria geral da relatividade, a gravidade viaja à mesma taxa.

No entanto, um novo estudo sugere que a velocidade da luz pode não ter sido sempre essa. No universo primitivo, a luz pode ter ultrapassado a gravidade, e essa nova hipótese poderia resolver um dos maiores problemas da física.

O artigo sobre o estudo será publicado na revista Physical Review. Você pode lê-lo (em inglês) aqui.

Problema do horizonte

O chamado “problema do horizonte” basicamente lida com o fato de que o universo atingiu uma temperatura uniforme muito antes de partículas de luz (ou fótons) terem tempo de chegar a todos os cantos do universo.

Se a velocidade da luz no vácuo realmente é constante, e sempre foi, então como o cosmos aqueceu tão rápido?

Normalmente, esse problema é tratado pela ideia de inflação – que sugere que o universo passou por um período de expansão enorme no seu início. A hipótese é que a temperatura deve ter estabilizado quando o universo era pequeno e condensado, quando a luz não tinha tanta distância para viajar, e então cresceu rapidamente.

Isso faz sentido – exceto que ninguém sabe por que a inflação começou ou parou, e não há nenhuma maneira de testar isso.

Alternativa

Uma hipótese alternativa foi apresentada pelo físico Niayesh Ashfordi, do Instituto Perimeter, no Canadá, e João Magueijo, do Imperial College de Londres, no Reino Unido.

A ideia é de que, nos dias mais precoces do universo, a luz e a gravidade viajavam em velocidades diferentes. Ou a luz costumava viajar mais rápido do que agora, ou a gravidade costumava viajar mais lentamente.

De qualquer forma, se os fótons se moveram mais rápido do que a gravidade logo após o Big Bang, isso os teria deixado chegar longe o suficiente para o universo alcançar uma temperatura de equilíbrio muito mais rapidamente.

Por ora, isso é apenas uma hipótese. Mas a parte emocionante é que ela pode realmente ser testada.

Índice espectral

Se a hipótese for verdadeira, haverá uma assinatura particular deixada na radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a radiação que sobrou do Big Bang que ainda podemos detectar e estudar hoje.

Um valor chamado índice espectral, que descreve as ondulações de densidade inicial no universo, seria fixo em 0,96479 se a teoria estiver correta.

Curiosamente, o último índice espectral relatado no ano passado pelo satélite Planck, que mapeia o fundo em micro-ondas, foi de 0,968, não muito longe do número esperado se a luz e a gravidade viajassem a velocidades diferentes.

Mais dados do Planck serão capazes de mostrar de uma vez por todas se esses números correspondem.

Teoria de tudo

Se o índice espectral do fundo de micro-ondas cósmico realmente coincidir com o valor previsto, então isso teria enormes implicações para a nossa compreensão da física.

No momento, há uma grande lacuna entre a maneira como o universo parece operar na escala quântica (mecânica quântica) e na escala visível (relatividade geral), e os físicos estão desesperadamente procurando uma teoria para tentar unir as duas.

A nova hipótese pode ser um bom caminho para compreendermos melhor o universo e a gravidade quântica. [ScienceAlert]

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