SEM BIG BANG? EQUAÇÃO QUÂNTICA PREVÊ O UNIVERSO SEM UM COMEÇO

O universo pode ter sempre existido, de acordo com um novo modelo que se aplica termos de correção quântica para complementar a teoria da relatividade geral de Einstein. O modelo também pode explicar a matéria escura e energia escura, além de resolver vários problemas de uma só vez.

Este é o conceito de um artista da expansão métrica do espaço, onde o espaço (incluindo porções não observáveis hipotéticas do universo) é representado em cada momento pelas seções circulares. Nota sobre a esquerda da dramática expansão (não está à escala) que ocorrem no período de inflação, e no centro da aceleração expansão. O esquema é decorado com imagens do WMAP na esquerda e com a representação de estrelas a um nível adequado de desenvolvimento. Crédito: NASA

Este é o conceito de um artista da expansão métrica do espaço, onde o espaço (incluindo porções não observáveis hipotéticas do universo) é representado em cada momento pelas seções circulares. Note, sobre a esquerda da expansão (não está à escala) que ocorre no período de inflação, e no centro da aceleração a expansão. Crédito: NASA

A idade amplamente aceita do universo, segundo as estimativas da relatividade geral, a 13,8 bilhões de anos. No início, tudo o que existe é pensado para ter ocupado um único ponto infinitamente denso, ou singularidade. Só depois deste ponto começou a se expandir em um “Big Bang”, ai temos o universo começando oficialmente.

Embora a singularidade do Big Bang surgiu diretamente e, inevitavelmente, a partir da matemática da relatividade geral, alguns cientistas vêem este cenário como problemático porque a matemática pode explicar apenas o que aconteceu imediatamente após, mas não antes da singularidade.

“A singularidade do Big Bang é o problema mais sério da relatividade geral, porque as leis da física parecem quebra-lá”, Ahmed Ali Farag na Universidade de Benha e a City Zewail of Science and Technology, no Egito, disse a Phys.org.

Ali e o co-autor Saurya Das da Universidade de Lethbridge, em Alberta, no Canadá, demonstraram em um estudo publicado na Physics Letters B que a singularidade do Big Bang pode ser resolvida pelo seu novo modelo em que o universo não tem começo nem fim.

Revisitando Velhas Idéias

Os físicos enfatizam que seus termos de correção quântica não são aplicados ad hoc em uma tentativa de eliminar especificamente a singularidade Big Bang. Seu trabalho é baseado nas idéias do físico teórico David Bohm, que também é conhecido por suas contribuições para a filosofia da física. A partir dos anos 1950, Bohm tinha explorado o tema substituindo geodésicas clássicas (o caminho mais curto entre dois pontos de uma superfície curva) com trajetórias quânticas.

Em seu artigo, Ali aplica essas trajetórias Bohmianas a uma equação desenvolvida na década de 1950 pelo físico Amal Kumar Raychaudhuri na Universidade Presidência em Kolkata, na Índia. Raychaudhuri também foi professor de Saurya quando ele era um estudante da graduação da instituição nos anos 90.

Usando a equação de Raychaudhuri, Ali e Saurya usaram e derivadas de correções-quânticas da Friedmann e descreveram a expansão e evolução do universo (incluindo o Big Bang) no contexto da relatividade geral. Embora não seja uma verdadeira teoria da gravidade quântica, o modelo contém elementos de ambos, teoria quântica e da relatividade geral. Ali e Saurya também esperam que os seus resultados se suportem até quando uma teoria completa da gravitação quântica for formulada.

Não há singularidades nem matéria escura

Além de não prever uma singularidade para o Big Bang, o novo modelo não prevê uma singularidade “big crunch“. Na relatividade geral, um possível destino do universo é que ele começa a encolher até que ele entra em colapso sobre si mesmo em uma grande crise e se torna um ponto infinitamente denso, mais uma vez.

Ali e Saurya Das explicam em seu estudo que o seu modelo evita singularidades por causa de uma diferença fundamental entre geodésicas clássicas e trajetórias Bohmian. Geodésicas clássicas eventualmente se cruzam entre si, e os pontos em que eles convergem são singularidades. Em contraste, as trajetórias Bohmian nunca se cruzam, então singularidades não aparecem nas equações.

Em termos cosmológicos, os cientistas explicam que as correções quânticas podem ser vistas como um termo da constante cosmológica (sem a necessidade de energia escura) e um prazo de radiação. Estes termos mantém o universo em um tamanho finito e, portanto, da-lhe uma idade infinita. Os termos também fazem previsões que concordam em estreita colaboração com as observações atuais da constante cosmológica e densidade do universo.

Nova partícula gravidade

Em termos físicos, o modelo descreve o universo como sendo cheio com um fluido quântico. Os cientistas propõem que este fluido pode ser composto de grávitons hipotéticos, partículas sem massa que medeiam a força da gravidade. Se existirem, grávitons são vistos com um papel chave em uma teoria da gravidade quântica.

Em um artigo relacionado, Saurya Das e outro colaborador, Rajat Bhaduri, da Universidade McMaster, no Canadá, prestaram ainda mais credibilidade a este modelo. Eles mostram que grávitons podem formar um condensado de Bose-Einstein (em homenagem a Einstein e outro físico indiano, Satyendranath Bose) a temperaturas que estavam presentes no universo em todas as épocas.

Motivados pelo potencial do modelo para resolver a singularidade do Big Bang e da matéria escura e energia escura, os físicos planejam analisar o seu modelo de forma mais rigorosa no futuro. Seu futuro trabalho inclui refazer seu estudo, tendo em conta as pequenas perturbações não homogêneas e anisotrópicas, mas eles não esperam que pequenas perturbações de afetem significativamente seus resultados.

“É gratificante notar que tais correções simples podem potencialmente resolver tantos problemas de uma só vez”, disse Das.

Fonte: Phys.org

2 thoughts on “SEM BIG BANG? EQUAÇÃO QUÂNTICA PREVÊ O UNIVERSO SEM UM COMEÇO

    • Acho que ainda não. Os autores ainda se propuseram a ir melhorando a interpretação das evidencias por este modelo. Na verdade, há uma série de modelos concorrendo. Este, de um universo sem começo é um deles, lutando e concorrendo. Essa ousadia é que é interessante. Vamos ver onde tudo isso vai dar!!!

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