Nada de energia escura: Nova explicação para aceleração cósmica é proposta

Por , em 14.12.2017

Matemáticos propuseram uma explicação diferente para a expansão acelerada do universo, que não necessita de energia escura.

De acordo com o estudo, as equações originais de Einstein para a relatividade geral já predizem a aceleração cósmica devido a uma “instabilidade”, e não precisam desse elemento elusivo.

Um artigo sobre a teoria foi publicado na revista Proceedings of the Royal Society A.

Originalmente

Pouco depois que Albert Einstein escreveu suas equações para a relatividade geral, descrevendo a gravidade, ele incluiu um fator “antigravidade” chamado de “constante cosmológica” para equilibrar a atração gravitacional e produzir um universo estático.

Einstein mais tarde chamou a constante cosmológica de seu maior erro.

Sabemos há algum tempo que o universo não é estático. Não só ele está se expandindo, como esta expansão está acelerando. Para explicar isso, os cosmólogos invocaram uma força misteriosa chamada “energia escura”.

Quando os cosmólogos modernos começaram a estudar a aceleração cósmica, eles trataram a constante cosmológica de Einstein como permutável com a energia escura, dado o novo conhecimento.

Mas…

Essa explicação não satisfazia os matemáticos Blake Temple e Zeke Vogler, da Universidade da Califórnia, e Joel Smoller, da Universidade de Michigan, ambas nos EUA.

“Nós nos propusemos a encontrar a melhor explicação possível para a aceleração anômala das galáxias dentro da teoria original de Einstein, sem a energia escura”, disse Temple.

De acordo com os autores, a teoria original deu previsões corretas em todos os outros contextos, e não há evidência direta da energia escura. Então, por que adicionar um fator incerto, como a energia escura ou a constante cosmológica, a equações que já parecem corretas?

Em seu artigo, os matemáticos argumentam que as equações estão de fato corretas, e é a hipótese de um universo com galáxias em expansão uniforme que está errada, com ou sem energia escura, porque essa configuração é instável.

Instabilidade

Os modelos cosmológicos começam assumindo que toda a matéria está em expansão, mas distribuída uniformemente no espaço a todo momento. Isso é chamado de “Universo de Friedmann”, a partir de um conjunto de equações que governam a expansão métrica do espaço em modelos homogêneos e isotrópicos, dentro do contexto da teoria da relatividade geral.

Temple, Smoller e Vogler resolveram as equações da relatividade geral sem invocar a energia escura. As soluções mostram que o espaço-tempo de Friedmann é na verdade instável: qualquer perturbação – por exemplo, se a densidade da matéria é um pouco menor do que a média – empurra o espaço-tempo para um universo acelerado.

Temple compara isso a um pêndulo invertido. Em posição normal, é estável em seu ponto mais baixo. Vire-o de ponta cabeça, e ele pode se equilibrar se for exatamente centrado – mas qualquer rajada pequena irá explodi-lo.

Isso nos diz que não devemos esperar medir um universo de Friedmann, porque ele é instável. O que devemos medir, em vez disso, são espaços-tempos locais que aceleram mais rápido.

Notavelmente, esses espaços-tempos locais criados pela instabilidade exibem precisamente a mesma gama de acelerações cósmicas que você obtém em teorias de energia escura.

Testável

De acordo com Temple, o que isso mostra é que a aceleração das galáxias pode ter sido predita na teoria original da relatividade geral, sem invocar a energia escura ou constante cosmológica.

“A matemática não é controversa, a instabilidade não é controversa”, disse Temple. “O que não sabemos é se a nossa galáxia está próxima do centro de uma grande região de sub-densidade da matéria no universo”.

Segundo os autores, sua hipótese inclui previsões testáveis que distinguem seu modelo dos de energia escura. [Phys]

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2 comentários

  • Hugo Schumacher:

    O que mais me impressiona é a genialidade de Albert Einstein. Como ele pode prever tal existência, em seu tempo, com tão precários recursos tecnológicos que poderiam ser instrumentos de investigação!

  • Abelanarco Carpen Die:

    Eu adoro este site, pode não ser tão completo com os artigos, mas nos faz procurar para irmos mais fundo. O que eu não entendo é que as matérias são postadas só por mulheres, clube da Luluzinha? Sério tô de brincadeira, power for woman.

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