Uma possível solução para a pior discrepância entre teoria e experimento da física

Por , em 2.09.2019

A física possui um enorme problema chamado “constante cosmológica”: a diferença entre a previsão teórica desse parâmetro e sua medição com base em observações astronômicas é da ordem de 10121

A constante cosmológica foi proposta por Albert Einstein como parte de sua teoria da relatividade geral. No entanto, quando os cientistas descobriram que o universo não era estacionário, mas sim estava em expansão, Einstein abandonou o conceito, descrevendo-o como “o maior erro” de sua carreira.

Quando um novo achado abalou mais uma vez o mundo da física – que essa expansão estava acelerando –, o conceito voltou à moda. Por exemplo, o que move essa expansão acelerada? Talvez algo chamado energia escura, que poderia ser uma “constante cosmológica”, ou seja, uma propriedade inerente ao próprio espaço.

Agora, Lucas Lombriser, pesquisador da Universidade de Genebra (Suíça), propôs uma abordagem que aparentemente pode resolver as inconsistências entre teoria e prática no que diz respeito à constante cosmológica. A ideia é aceitar que outra constante – a gravitação universal G de Newton, que também faz parte das equações da relatividade geral – possa variar.

Discrepâncias

Pesquisadores mediram experimentalmente a constante cosmológica usando observações superprecisas de supernovas e do fundo cósmico de micro-ondas (a radiação de micro-ondas considerada uma “sobra” do Big Bang). O resultado se mostrou suficiente para gerar o efeito desejado de expansão acelerada, mas é MUITO diferente do valor teórico da constante cosmológica.

Esse valor original foi obtido com a medição da flutuação quântica de vácuo, um fenômeno real interpretado como uma contribuição para a constante cosmológica. O problema é que é 10121 maior – a mais gritante diferença já vista entre teoria e experimento na ciência.

“Meu trabalho consiste em uma nova manipulação matemática das equações da relatividade geral que finalmente torna possível harmonizar teoria e observação sobre a constante cosmológica”, disse Lombriser ao Phys.org.

A hipótese foi recebida positivamente pela comunidade científica, mas ainda precisa ser melhor estudada para gerar previsões que possam ser confirmadas ou refutadas experimentalmente.

A ideia

A ideia inovadora de Lombriser foi introduzir uma variação à constante G de Newton, que aparece nas equações de Einstein. Isso significa que o universo em que vivemos se torna um caso especial dentre um número infinito de possibilidades teóricas diferentes.

A abordagem matemática leva à possibilidade de calcular o parâmetro ΩΛ (ômega lambda), outra forma de expressar a constante cosmológica que é muito mais fácil de manipular. Esse parâmetro também leva em conta a fração do universo composta de energia escura. O valor final é de 0.704 ou 70.4%, muito mais próximo dos valores experimentais de 0.685 ou 68.5% encontrados, e bem melhor que a discrepância da ordem de 10121.

No entanto, essa abordagem ainda precisa ser testada em mais estudos e experimentos para ver se se encaixa com outros tópicos da cosmologia. Porém, o interesse pela solução proposta tem sido grande até agora.

Um artigo descrevendo a hipótese foi publicado na revista científica Physics Letters B. [Phys]

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