Nova teoria poderia explicar os 95% ausentes do cosmos

Por , em 13.12.2018

Uma nova teoria proposta por um cientista da Universidade de Oxford (Reino Unido) pode resolver uma das maiores questões da física moderna.

A ideia é unificar a matéria escura e a energia escura em um único fenômeno: um fluido que possui “massa negativa”. Se você empurrasse tal massa negativa, ela aceleraria em sua direção.

A hipótese também se encaixa com uma previsão correta que Einstein fez há 100 anos.

LambdaCDM

Nosso modelo atual e amplamente conhecido do universo, chamado LambdaCDM, não nos diz nada sobre como a matéria escura e a energia escura são fisicamente. Nós só sabemos que elas existem por causa dos efeitos gravitacionais que têm em outro tipo de matéria, observável.

O novo modelo, teorizado pelo Dr. Jamie Farnes, oferece uma explicação alternativa. “Pensamos agora que tanto a matéria escura quanto a energia escura podem ser unificadas em um fluido que possui um tipo de ‘gravidade negativa’, repelindo todo o material ao seu redor. Embora este material seja peculiar para nós, sugere que nosso cosmos é simétrico tanto em qualidades positivas quanto negativas”, esclarece.

A existência de matéria negativa havia sido descartada anteriormente, já que se pensava que esse material se tornaria menos denso à medida que o universo se expande, o que contraria nossas observações.

No entanto, a pesquisa do Dr. Farnes aplica um “tensor de criação”, que permite que massas negativas sejam continuamente criadas. Se mais e mais massas negativas surgem continuamente, este fluido de massa negativa não se dilui durante a expansão do cosmos. Na verdade, o fluido parece ser idêntico à energia escura.

Halos de matéria escura

A teoria do Dr. Farnes também fornece as primeiras previsões corretas do comportamento dos halos da matéria escura.

A maioria das galáxias gira tão rapidamente que deveria se dilacerar, o que sugere que um “halo” invisível de matéria escura deve evitar tal destruição.

A nova hipótese apresenta uma simulação computacional das propriedades da massa negativa, que prevê a formação de halos de matéria escura exatamente como os inferidos por observações usando radiotelescópios modernos.

Einstein e a constante cosmológica

Albert Einstein forneceu o primeiro indício de tal fenômeno exatamente há 100 anos, quando descobriu um parâmetro em suas equações conhecido como “constante cosmológica”, que agora sabemos ser sinônimo de energia escura.

Einstein notoriamente chamou a constante cosmológica de seu “maior erro”, embora as observações astrofísicas modernas provem que é um fenômeno real.

Em notas que datam de 1918, o físico escreveu que “uma modificação da teoria é requerida tal que ‘o espaço vazio’ assuma o papel de gravitar massas negativas que estão distribuídas por todo o espaço interestelar”. Portanto, é possível que o próprio Einstein tenha previsto um universo cheio de massa negativa.

O Dr. Farnes simplifica: “Abordagens anteriores para combinar energia escura e matéria escura tentaram modificar a teoria da relatividade geral de Einstein, o que se mostrou incrivelmente desafiador. Essa nova abordagem adota duas velhas ideias que são reconhecidas como compatíveis com a teoria de Einstein – massas negativas e criação de matéria – e as combina. O resultado parece bastante bonito: a energia escura e a matéria escura podem ser unificadas em uma única substância, sendo ambos os efeitos simplesmente explicáveis como matéria de massa positiva surfando em um mar de massas negativas”.

Testando a hipótese

Como saberemos se esta nova teoria é correta? Testes realizados com um radiotelescópio de ponta conhecido como Square Kilometre Array (SKA), um esforço internacional com o qual a Universidade de Oxford colabora, poderiam nos trazer evidências.

“Ainda há muitas questões teóricas e simulações computacionais para trabalharmos, e o LambdaCDM tem uma vantagem de quase 30 anos, mas estou ansioso para ver se esta nova versão estendida pode ‘casar’ com evidências observacionais. Se for real, sugere que os 95% do cosmos ausentes têm uma solução estética: esquecemos de incluir um simples sinal de menos”, conclui o Dr. Farnes.

A hipótese foi publicada em um artigo na revista científica Astronomy and Astrophysics. [Phys]

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