Uma nova teoria radical sobre a origem do universo sugere que ondas gravitacionais, pequenas ondulações no espaço -tempo previstas pela primeira vez por Albert Einstein em 1915, poderia ter dado origem à matéria cósmica, acabando com galáxias, estrelas e planetas.
A teoria visa acabar com uma variedade de parâmetros especulativos e ajustáveis no padrão Teoria do Big Bang. O fato de esses parâmetros podem ser tão livremente modificados é desafiador, pois significa que os cientistas não sabem dizer se um modelo do início do universo realmente prevê observações do cosmos moderno, ou se ele simplesmente foi adaptado para se encaixar nessa imagem.
“Durante décadas, os cosmologistas estão trabalhando em um modelo, o ‘paradigma inflacionário’, que sugere que o universo se expandisse a um ritmo incrível, explicando tudo o que observamos hoje”, disse o líder da equipe Raúl Jiménez, da Universidade de Barcelona, disse Space.com. “O novo modelo sugere que oscilações quânticas naturais do próprio espaço -tempo, ondas gravitacionaisforam suficientes para desencadear as pequenas diferenças de densidade que finalmente deram origem a galáxias, estrelas e planetas “.
“O paradigma inflacionário pode explicar por que nosso universo é tão homogêneo e isotrópico (possuindo a mesma quantidade de matéria na mesma densidade em todas as direções) e que as flutuações de uma origem quântica do campo principal são as que serem extracutivas, que são as que serem extracutivas, que são as que se destacam, a que há de uma falha de vácuo é que é a que há de flautuações de vácuo. Veja hoje, “o membro da equipe Daniele Bertacca, da Universidade de Pádua, disse ao Space.com. “Mas há um problema: essa teoria inclui muitos parâmetros ‘gratuitos’ ou ‘ajustáveis’, que podem ser ajustados à vontade.
“Muita flexibilidade na ciência pode ser problemática, porque dificulta determinar se um modelo está realmente prevendo algo ou simplesmente se adaptando, a posteriori (após o fato), para observar dados”.
Inflação não ‘inflaton’
O modelo da equipe começa com a inflação cósmica inicial descrita por um estado cósmico em expansão chamado “De Sitter Space”, que eles explicam pode ser considerado como uma condensação de “gravitões“As partículas hipotéticas que transmitem a força da gravidade de uma maneira semelhante que Fótons são as “partículas do mensageiro” (ou bósons de medidor) dos força eletromagnética.
Esse espaço-tempo de Sitter teria deteriorado completamente quando seu estado de quase equilíbrio, quando os efeitos quânticos se tornaram tão fortes que fizeram com que o universo se tornasse um sistema quântico caótico.
Tudo isso representa seu modelo, dependendo de uma única escala energética que explica todas as previsões de evolução cósmica.
Isso acaba com a necessidade de uma variedade de campos e partículas hipotéticas, como o campo “Inflaton”, um campo hipotético com uma energia de alta potencial que gerou uma força repulsiva no universo inicial, que causou inflação rápida e exponencial em alguns modelos de Big Bang. Em vez disso, as ondas gravitacionais, como oscilações quânticas naturais do próprio espaço-tempo, são suficientes neste modelo para criar as flutuações de densidade que levam ao desenvolvimento de estruturas de desenvolvimento, como galáxias, estrelas e planetas.
“Isso era quase ‘mágico’, uma vez que o único parâmetro livre da escala de Sitter é sua escala de energia e, devido à sua complexidade e não linearidade, isso acaba sendo vinculado ao nível observado de flutuações”, disse Bertacca. “É precisamente a elegância e a simplicidade do modelo proposto e a ausência de parâmetros livres, que são essenciais.
“Além disso, esperamos que ele seja capaz de explicar elegante e naturalmente a escala de energia e o tempo da inflação. Determine todas as previsões observáveis e são necessárias para resolver os problemas cosmológicos do horizonte e de nivelamento”.
Obviamente, isso é ciência, não mágica, e quando se trata de qualquer teoria científica, a verificação com evidência observacional é fundamental. A equipe acha que seu modelo pode fornecer impressões digitais que podem ser detectadas em dados astronômicos.
“Como todos os modelos teóricos, os nossos devem ser confirmados por medições e observações de que os pesquisadores podem analisar, avaliar e comparar com dados de experimentos baseados no solo e no espaço hoje e em um futuro próximo”, disse Bertacca. “Essas ondulações gravitacionais interagem e construem complexidade ao longo do tempo, levando a previsões testáveis que os pesquisadores agora podem comparar com dados reais”.
Dados que poderiam confirmar ou refutar esse novo modelo incluem medições de um fóssil cósmico chamado fundo cósmico de microondas (CMB), um campo de radiação que sobrou de um evento logo após o Big Bang. Observações do estrutura em larga escala do universo e medições de Ondas gravitacionais primordiais também pode fazer ou quebrar esse novo modelo.
“Nosso trabalho fornece uma estrutura minimalista, mas poderosa, elegante e potencialmente falsificável. Isso é ciência da melhor maneira possível: previsões claras que futuras observações podem confirmar ou refutar”, concluiu Jiménez. “Finalmente, esses novos resultados demonstram que podemos não precisar de ingredientes especulativos para explicar o cosmos, mas apenas uma profunda compreensão da gravidade e da física quântica. Se o modelo for verdadeiro, pode marcar um novo capítulo na maneira como pensamos no nascimento do universo”.
A pesquisa da equipe foi publicada em julho na revista Pesquisa de revisão física.
