Matemáticos incluem matéria e energia escuras nas equações de Einstein

Por , em 16.09.2012

Dois matemáticos, Showhong Wang, professor do Departamento de Matemática da Universidade de Indiana (EUA) e Tian Ma, professor na Universidade Sichuan (China), apresentaram um trabalho científico que altera as equações de Einstein que descrevem a gravidade, sugerindo que a lei da conservação de momento e energia no espaço-tempo só tem valor quando matéria, matéria escura e energia escura são levadas em conta.

Segundo o trabalho, para levar em conta estes fatores é preciso um novo conjunto de equações de campo gravitacional, que leva em conta um novo tipo de energia causada pela distribuição não uniforme da matéria no universo.

Esta nova energia pode ser tanto positiva quanto negativa, e a energia total no espaço-tempo é conservada. A densidade desta energia é alterada conforme as galáxias se movem e a matéria se redistribui, afetando todas as partes do universo como um campo.

Segundo o professor Wang, quando esta energia tem valor negativo, ela produz atração, e quando tem valor positivo, ela produz uma força de repulsão, fundamentalmente diferente das quatro forças conhecidas – gravidade, eletromagnetismo, interação fraca e interação forte.

Desta forma, esta nova energia e as novas equações de campo compõe uma teoria unificada para matéria escura e energia escura, que até agora têm sido consideradas coisas totalmente diferentes, e representariam “a soma da densidade de energia potencial escalar e da energia de acoplamento entre o tensor de energia-momento e o campo potencial escalar”. A parte negativa da soma representa a matéria escura, que produz atração, e a parte positiva representa a energia escura, que está acelerando a expansão do universo.

O trabalho representa uma complementação das equações de Einstein, que, quando fez seu trabalho de relatividade, não tinha ideia da matéria escura ou da energia escura, ou mesmo de que o universo estava em expansão.

O professor Kevim Zumbrun, chefe do Departamento de Matemática da Universidade de Indiana em Bloomington (EUA), disse que a princípio a nova teoria faz sentido. Mas, apesar de matematicamente correta, ela ainda precisa passar pelo teste da experimentação.

Além de alterar as equações da gravidade de Einstein, as novas equações de campo também levam a uma nova fórmula para a força gravitacional newtoniana, uma em que a matéria escura tem um papel importante na escala entre 1.000 e 1.000.000 de anos-luz, mas menos importante em escalas maiores (mais de 10 milhões de anos-luz), onde a energia escura é mais importante.

Se você não tem medo de equações e gosta de calcular integrais de tensores no café da manhã, o trabalho dos professores de matemática pode ser encontrado gratuitamente no arXiv, com o título “Gravitational Field Equations and Theory or Dark Energy and Dark Matter” (“Equações de Campo Gravitacional e Teoria da Energia Escura e Matéria Escura”, em tradução livre).[Science Daily,arXiv, Universidade de Indiana]

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5 comentários

  • Alberto Campos:

    A matemática prova qualquer coisa.

    • aguiarubra:

      Só não prova a si mesma!!! (Vide: Teorema da Incompletude, de Kurt Gödel, na wikipédia).

    • Isaías Alves:

      Sds,

      A ciência enquanto se restringir a teoria, postulado (AXIOMA) e pressusposto, nenhum dos seus estudos irá ser aceito para as pessoas que tem uma boa percepção.

      O que pode ser anulado dentro da ciência são teorias, axioma e pressuposto, quando tange a lei, os cientistas tem que ser bastante coerente e verdadeiro. São dois requisitos que não vemos na ciência, coerência e verdade.

      Afirmo categoricamente; O UNIVERSO NÃO ESTÁ EM EXPANSÃO! PONTO FILNAL!
      O que está em expansão são os delírios e os devaneios dos cientistas.

      Amplexos!

  • Duda Weyll:

    O engraçado é que Einstein também formulou isso tudo quando a humanidade pensava que a Via-Láctea era todo o universo (só com Hubble que se verificou a expansão e se descobriu que Andrômeda não estava nos limites da Via Láctea, além do redshift).

    Einstein foi um tanto “religioso”, se é que podemos dizer assim, quando pressupunha que o universo seria imutável e eterno (estado estacionário), tanto que quando Lemaitre o propôs o Bing Bang usando a teoria da relatividade geral, Einstein disse que “embora a matemática seja boa, a teoria de Lemaitre é uma aberração”. Anos depois, depois de verificado o redshift, o próprio Einstein disse que a sua constante cosmológica foi um dos maiores erros de sua vida (a constante cosmológica foi o recurso matemático que Einstein usou para manter o equilíbrio do universo sem que a gravidade o colapsasse).

    O que não exclui totalmente a matemática e as teorias descartadas, pois se não fosse um dos maiores teóricos do Estado Estacionário, Fred Hoyle (o mesmo homem que apelidou pejorativamente a teria de Lemaitre como Big Bang e morreu sem a admitir), não haveria tantas provas para a expansão inicial.

  • aguiarubra:

    Einstein foi criticado pelo matemático John Forbes Nash sobre as “inadequações matemáticas” contidas na Teoria da Relatividade.

    Em resposta, Einstein disse que suas equações não tratavam de Matemática, mas da Física e Nash deveria frequentar alguns semestres de Física antes de voltar a falar com ele (livro: “Uma Mente Brilhante”, de de Sylvia Nasar).

    Agora quero ver se Showhong Wang e Tian Ma, além de matemáticos, também serão bons físicos. Se não forem físicos, darão oportunidade aos físicos de darem o troco pelos “palpites” de Nash.

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