Uma hipótese de cinquenta anos de idade que prevê a existência de corpos denominados Objetos Genéricos de Energia Escura (GEODEs) está dando uma segunda olhada à luz de uma correção proposta às suposições que usamos para modelar a maneira como nosso Universo se expande.
Se esta nova versão de um modelo cosmológico clássico estiver correta, alguns buracos negros poderão ocultar núcleos de pura energia escura, afastando nosso Universo pelas costuras.
O astrofísico da Universidade do Havaí Kevin Croker e o matemático Joel Weiner se uniram para desafiar a noção amplamente aceita de que, quando se trata da crescente cintura do Universo, seu conteúdo é amplamente irrelevante.
“Por 80 anos, geralmente operamos sob a suposição de que o Universo, em termos gerais, não foi afetado pelos detalhes particulares de nenhuma região pequena”, disse Croker.
“Agora está claro que a relatividade geral pode conectar estrelas em colapso – regiões do tamanho de Honolulu – ao comportamento do Universo como um todo, mais de mil bilhões de bilhões de vezes maior”.
Não apenas essa interpretação alternativa da física fundamental pode mudar a maneira como entendemos a expansão do Universo, mas também precisamos considerar como esse crescimento pode afetar objetos compactos, como os núcleos das estrelas em colapso.
O fato de o espaço ter acrescentado bens imóveis nos últimos 13,8 bilhões de anos é agora uma característica amplamente aceita do nosso Universo.
O conjunto de equações que usamos para descrever essa expansão foi colocado no papel pela primeira vez há menos de um século pelo físico russo Alexander Friedmann. Eles forneceram uma solução para a teoria da relatividade geral de Einstein, que agora sustenta nosso modelo geral de cosmologia.
Por mais úteis que tenham sido as equações de Friedmann, elas se baseiam no pressuposto de que qualquer matéria que flutua dentro desse espaço em expansão é mais ou menos feita do mesmo tipo de material e se espalha de maneira uniforme.
Isso significa que tendemos a ignorar os redemoinhos de estrelas e galáxias – assim como podemos não incluir patos na hidrodinâmica de um lago.
Mas Croker e Weiner se perguntam o que pode acontecer ao espaço e aos objetos que ele contém, se fizermos algumas mudanças razoáveis ??nas suposições que informam essas equações.
As consequências não são triviais.
De acordo com o modelo ajustado, as contribuições médias de nossos patos metafóricos podem afetar a água do lago, afinal.
Além disso, a expansão do lago também afetaria a maneira como os patos nadam, fazendo com que percam ou ganhem energia, dependendo da espécie.
Teoricamente, essa interpretação significaria que precisamos levar em consideração o crescimento do Universo ao descrever certos fenômenos, como a morte de uma estrela.
Em 1966, um físico russo chamado Erast Gliner considerou como algumas densidades de espaço próximas ao Big Bang poderiam parecer – em termos de relatividade – como um vácuo que pudesse combater os efeitos da gravidade.
Sua solução pareceria um buraco negro do lado de fora. Mas por dentro haveria uma bolha de energia empurrando contra o Universo circundante.
Meio século depois, os astrofísicos estão em busca de um poder tão poderoso que pode ser responsável pela expansão do Universo, aumentando a velocidade ao longo do tempo.
Hoje nos referimos a essa força não descrita como energia escura, mas os bolsões de nada relativístico de Gliner poderiam ser a fonte da expansão acelerada do nosso Universo?
Baseado no trabalho de Croker e Weiner, se apenas algumas estrelas antigas entrassem em colapso nos GEODEs de Gliner, em vez do espaço enrugado mais típico de uma singularidade, seu efeito médio na expansão do espaço se pareceria com energia escura.
O par vai além, aplicando seu modelo corrigido à primeira observação de ondas gravitacionais de uma colisão de buracos negros, medida pelo LIGO.
Para fazer a matemática se encaixar, supõe-se que as estrelas que formaram os buracos negros se formaram em um ambiente de baixa metalicidade, o que os torna um tanto raros.
Tecnicamente, a energia de um GEODE deve evoluir à medida que o Universo cresce, compactando efetivamente como um equivalente cosmológico de um ‘desvio para o azul’.
Se os buracos negros em fusão fossem GEODEs, de acordo com os pesquisadores, não haveria necessidade de supor que os buracos negros nasceram em um pedaço incomum de espaço.
“O que mostramos é que, se os GEODEs existem, eles podem facilmente dar origem a fenômenos observados que atualmente carecem de explicações convincentes”, disseram os pesquisadores.
“Antecipamos inúmeras outras consequências observacionais de um cenário GEODE, incluindo muitas maneiras de excluí-lo. Mal começamos a arranhar a superfície”.
Testar premissas como essas é uma parte vital da física. Estamos muito longe, incluindo GEODEs em qualquer zoológico astrofísico oficial de objetos estranhos, mas é possível que esses possam ser os corações sombrios do Universo que estamos procurando.
Publicado em 18/09/2019
Artigo original: https://www.sciencealert.com/physicists-connect-the-universe-s-growth-to-black-holes-made-of-dark-energy
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