A história padrão do nascimento do cosmos é mais ou menos assim: quase 14 bilhões de anos atrás, uma tremenda quantidade de energia se materializou como se não fosse do nada.
Em um breve momento de rápida expansão, essa explosão de energia inflou o cosmos como um balão. A expansão endireitou qualquer curvatura em larga escala, levando a uma geometria que agora descrevemos como plana. A matéria também se misturou completamente, de modo que agora o cosmos parece em grande parte (embora não perfeitamente) sem características. Aqui e ali, aglomerados de partículas criaram galáxias e estrelas, mas são apenas pequenas manchas em uma tela cósmica sem manchas.
Essa teoria, que os livros didáticos chamam de inflação, corresponde a todas as observações até o momento e é preferida pela maioria dos cosmólogos. Mas tem implicações conceituais que alguns acham perturbadoras. Na maioria das regiões do espaço-tempo, a rápida expansão nunca parava. Como conseqüência, a inflação não pode deixar de produzir um multiverso – uma existência tecnicolor com uma variedade infinita de universos de bolso, um dos quais chamamos de lar. Para os críticos, a inflação prevê tudo, o que significa que, em última análise, não prevê nada. “A inflação não funciona como deveria”, disse Paul Steinhardt, arquiteto da inflação que se tornou um dos críticos mais importantes.
Nos últimos anos, Steinhardt e outros vêm desenvolvendo uma história diferente de como nosso universo surgiu. Eles reviveram a idéia de um universo cíclico: um que cresce e contrai periodicamente. Eles esperam replicar o universo que vemos – liso e liso – sem a bagagem que vem com um estrondo.
Para esse fim, Steinhardt e seus colaboradores recentemente se uniram a pesquisadores especializados em modelos computacionais de gravidade. Eles analisaram como um universo em colapso mudaria sua própria estrutura e finalmente descobriram que a contração pode vencer a inflação em seu próprio jogo. Não importa o quão bizarro e distorcido o universo parecesse antes de se contrair, o colapso apagaria com eficiência uma ampla gama de rugas primordiais.
“É muito importante o que eles afirmam ter feito”, disse Leonardo Senatore, cosmologista da Universidade de Stanford que analisou a inflação usando uma abordagem semelhante. Existem aspectos do trabalho que ele ainda não teve a chance de investigar, disse ele, mas, à primeira vista, “parece que eles o fizeram”.
Espremendo a vista
Ao longo do último ano e meio, surgiu uma nova visão do universo cíclico, ou “ekpirótico”, de uma colaboração entre Steinhardt, Anna Ijjas, uma cosmóloga do Instituto Max Planck de Física Gravitacional na Alemanha e outras – uma que consegue renovação sem colapso.
Quando se trata de visualizar expansão e contração, as pessoas geralmente se concentram em um universo em forma de balão cuja mudança de tamanho é descrita por um “fator de escala”. Porém, uma segunda medida – o raio do Hubble, que é a maior distância que podemos ver – fica curta. As equações da relatividade geral permitem que elas evoluam independentemente, e, crucialmente, você pode achatar o universo mudando qualquer uma delas.
Imagine uma formiga em um balão. A inflação é como explodir o balão. Ele coloca o ônus de suavizar e achatar principalmente no cosmos inchado. No universo cíclico, no entanto, a suavização ocorre durante um período de contração. Durante essa época, o balão esvazia modestamente, mas o trabalho real é realizado por um horizonte de retração drástica. É como se a formiga visse tudo através de uma lupa cada vez mais poderosa. A distância que pode ver diminui e, assim, seu mundo se torna cada vez mais inexpressivo.
O grupo espera que, após colar os estágios de contração e expansão, eles identifiquem características únicas de um universo em movimento que os astrônomos possam identificar.
A colaboração não elaborou todos os detalhes de um cosmos cíclico sem estrondo e sem crise, muito menos demonstrado que vivemos em um. Mas Steinhardt agora se sente otimista de que o modelo em breve oferecerá uma alternativa viável ao multiverso. “Os obstáculos que mais me preocupavam foram superados”, disse ele. “Eu não fico mais acordado à noite.”
Publicado em 05/08/2020 19h41
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