O universo é curvo ou achatado?

Por , em 26.09.2013

Um novo estudo de cosmólogos da Universidade de Edimburgo (Reino Unido) afirma que o universo pode ser ligeiramente curvo, de forma semelhante a uma sela. Se o seu modelo estiver correto, derrubaria a antiga crença de que o universo é plano.

Em 2004, medições do fundo cósmico de micro-ondas (CMB, na sigla em inglês) feitas pela Sonda Wilkinson de Anisotropia de Micro-ondas da NASA captaram os primeiros sinais de uma assimetria do universo.

Alguns especialistas, no entanto, se perguntaram se o achado não poderia ser um erro sistemático, que seria corrigido quando a nave sucessora, a sonda espacial Planck da Agência Espacial Europeia, mapeasse o CMB novamente com maior precisão. Os resultados de Planck, anunciados no início deste ano, confirmaram a anomalia.

Na tentativa de explicar esses resultados, os pesquisadores Andrew Liddle e Marina Cortês criaram uma teoria consistente com os novos dados. Eles propuseram um modelo de inflação cósmica – um período hipotético de rápida expansão logo após o Big Bang em que o universo cresceu por várias ordens de magnitude em uma pequena fração de segundo.

A teoria mais simples da inflação dita que o universo é plano e que a sua expansão foi acionada por um campo quantum único, denominado “inflaton”. Neste modelo, inflaton tem duas funções: desencadear a hiperexpansão e gerar as flutuações de densidade minúsculas que ampliaram para tornar-se as sementes das galáxias.

Essa versão da inflação, porém, não pode ser responsável pela assimetria do universo, exceto se esta for um acaso estatístico – semelhante a, por exemplo, uma moeda verdadeira dar cara muitas vezes mais do que coroa em 1.000 tentativas.

Segundo os cientistas, se as anomalias do CMB não forem um acaso estatístico, poderiam oferecer uma janela sem precedentes sobre a estrutura detalhada do início do universo.

Em seu estudo, publicado esta semana na Physical Review Letters, Liddle e Cortês “brincam” com a teoria da inflação. Como muitos teóricos antes deles, os pesquisadores invocam um segundo campo quântico – o “curvaton” – para definir as flutuações de densidade primordiais no universo jovem, restringindo o inflaton a conduzir apenas a hiperexpansão.

O campo curvaton geraria as flutuações de densidade assimétricas que foram observadas e que sugerem que o espaço tem uma curvatura ligeiramente negativa em grandes escalas.

Isto significa que, se grandes triângulos pudessem ser “desenhados” no espaço, os seus ângulos internos somariam menos que 180 graus. Em um universo plano, os ângulos somariam 180 graus exatamente, e em um universo com uma curvatura positiva, somariam mais de 180 graus.

O universo e suas possíveis formas: com uma curvatura positiva, com uma curvatura negativa e sem curvatura (plano)

O universo e suas possíveis formas: com uma curvatura positiva, com uma curvatura negativa e sem curvatura (plano)

Hoje, os físicos entendem que a forma do universo ainda não foi totalmente definida; vai depender do valor da densidade do universo. No cenário de Liddle e Cortês, a assimetria do CMB deriva de uma falta de uniformidade do universo em grande escala codificado no campo curvaton.

Apesar de numerosas observações indicarem que o cosmos é plano, o novo modelo proposto, que os autores reconhecem ser ainda especulativo, pode explicar os desvios nos dados mais recentes obtidos pelos telescópios. Futuros experimentos com medidas de maior precisão podem determinar quem está certo. [Nature, NASA]

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9 comentários

  • Andre Luis:

    Eu acho difícil imaginar um Universo plano ou curvo. Eu ainda não estudei a fundo as teorias do Universo curvo nem plano, mas superficialmente parece que o universo esférico se encaixa melhor em uma física de certa forma já bem estruturada, mas enfim, bora estudar!!!

  • pmahrs:

    A²=b²+c² (O quadrado da hipotenusa é igual a soma do quadrado dos catetos) só vale numa superfície plana, numa esférica não, pois nela a menor distância entre dois pontos não é uma reta e sim uma curca. Quando um avião vai percorrer uma grande distância no planeta ele faz uma curva para economizar tempo e combustível, como na ilustração, e a soma dos ângulos do triângulo vai dar mais de 180 Graus, numa superfície concava, menos.

  • Diego Schirmann:

    Tudo o que estudamos sobre a ciências e só um estudo mais profundo do que ja foi pesquisado

  • csfelipelima:

    Pelo que eu saiba, Einstein já tinha afirmado que das três possibilidades ele acreditava que o Universo fosse curvo, como uma sela de cavalo. Então, esse estudo só está, mais uma vez, confirmando a genialidade de Einstein.

    • Jairo Roberto Etchichury Morales:

      @csfelipelima

      Olha, pelo menos nesse artigo que eu encontrei a afirmação é outra:

      “O modelo de Einstein para o universo era o análogo tri-dimensional
      da superfície esférica.” (p. 21)

      Fonte: http://cosmo.fis.fc.ul.pt/~crawford/artigos/O%20Cosmos%20de%20Einstein.pdf

      Mas de qualquer forma, a cada dia lamento mais que a humanidade tenha perdido uma mente como a dele.

  • Jairo Roberto Etchichury Morales:

    Apesar do vídeo afirmar que o universo é plano, ele ajuda a qual a repercussão pode ter caso essa teoria venha a ser confirmada:

    • Jairo Roberto Etchichury Morales:

      Para aqueles que também não sabem como os cientistas haviam chegado a conclusão que o universo seria plano, deixo mais um vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=qa4k-3N85lk

    • csfelipelima:

      Jairo, a sua observação tem muita razão de ser, já que até agora temos apenas estudos que levam a uma determinada hipótese. Nos limitando às argumentações mais comuns, que estão lastreados por outros estudos, o universo deve ser plano se o total de energia for zero. Agora, teorias mais recentes associam a criação do nosso e, por consequência, de outros universos aos Buracos Negros. Se isso se confirmar, pela comprovação de que a energia do universo é positiva ou negativa, o universo não deve ser plano, mas curvo. Até provas em contrário, fico com Einstein: deve ser curvo e na forma de uma sela de cavalo.

    • Jairo Roberto Etchichury Morales:

      @csfelipelima

      Sobre isso não discuto, até porque na própria diz que as ultimas medições só vieram a confirmar aquelas que já haviam sido feitas antes: Procurando por noticias relacionadas em outros sites do gênero, uma outra possível explicação para essa anomalia seria o “choque” do nosso universo com outro.

      Mas uma noticias como essas são boas fim das contas, pelo menos mostram que o nosso entendimento sobre o universo continua a crescer: Ainda assim não deixo de ficar perplexo em pensar que tudo aquilo que sabemos só serve para explicar 4% do universo, através do modelo padrão, e que a natureza da matéria e energia escura – e suas possíveis interações com a matéria bariônica – ainda é um mistério a ser desvendado.

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