Cientistas propuseram uma maneira de o universo parar de se expandir, terminando em um ‘Big Crunch’ que redefine o espaço e o tempo como os conhecemos.
O universo terminará em um estrondo ou em um gemido? Dois físicos teóricos propuseram um terceiro caminho: talvez o universo nunca acabe.
Em um estudo que tenta definir a natureza da energia escura – um fenômeno misterioso que se acredita estar fazendo com que o universo se expanda cada vez mais rápido – os físicos descobrem que a expansão cósmica nem sempre é um fato. Em vez disso, eles escrevem, a energia escura pode “ligar” e desligar periodicamente, às vezes aumentando o cosmos, às vezes encolhendo-o até que as condições sejam adequadas para a ocorrência de um novo Big Bang – e para o nascimento de um novo universo.
A grande fuga
Nosso universo está atualmente passando por uma fase de expansão descontrolada: o cosmos está crescendo mais rápido a cada momento que passa. Os cosmólogos não entendem a causa dessa aceleração, que eles chamam de energia escura. Se essa aceleração persistir, nosso universo acabará se expandindo para o esquecimento, com toda a matéria e radiação dilaceradas.
Este não seria o primeiro período de crescimento descontrolado. Nos primeiros momentos do Big Bang, as energias e densidades eram tão extremas que a física existente não consegue lidar – ela prevê uma singularidade, um ponto de densidade infinita onde a matemática falha. Depois disso, o universo experimentou um período de expansão incrivelmente rápida conhecido como inflação, que também é mal compreendido.
Os astrônomos há muito se perguntam se essas duas fases de expansão acelerada – uma nos primeiros momentos do Big Bang e outra na época atual – estão conectadas uma à outra e se uma entidade que impulsiona ambas evita o problema do big bang. singularidade.
Modelos dinâmicos
Para responder a isso, um par de físicos teóricos publicou um estudo em 7 de fevereiro no banco de dados de pré-impressão arXiv que examinou um modelo do universo onde a energia escura sempre desempenhou um papel. Pesquisas anteriores modelaram a energia escura “ligando” em vários momentos para impulsionar a expansão cósmica, mas a nova pesquisa propõe um modelo mais realista que inclui matéria e radiação.
Eles queriam ver se a energia escura pode evitar uma singularidade do Big Bang, impulsionar a inflação e acelerar o universo tardio. Para evitar essa singularidade inicial, o universo não pode começar de um ponto de densidade infinita. Em vez disso, o universo em que vivemos teria de ser um em uma série infinita de “Big Bounces” repetidos.
Nesse cenário, a energia escura impulsiona o universo até atingir um determinado tamanho. Mas então a energia escura se transforma, forçando o universo a se contrair. O cosmos então sofre uma grande crise, mas pouco antes de atingir um estado de densidade infinita, a energia escura gira novamente, levando a um período de inflação incrivelmente rápida e iniciando o ciclo novamente.
Um mecanismo afinado
Os pesquisadores encontraram um modelo de energia escura que realizava a trifeta. Mas, crucialmente, a matéria e a radiação não poderiam estar presentes no universo extremamente primitivo, caso contrário, estragariam a inflação. Em vez disso, a matéria e a radiação tiveram que aparecer logo após a inflação, quando uma porção da energia escura decaiu, inundando o universo com luz e matéria.
Embora inicialmente bem-sucedidos, os pesquisadores não conseguiram encontrar uma classe genérica de modelos de energia escura que sempre levassem aos mesmos resultados. Em vez disso, eles tiveram que colocar artificialmente um valor menor para a expansão acelerada atual do que a mecânica quântica prevê, a fim de obter o resultado exato.
No entanto, esta nova pesquisa aponta para uma direção promissora, fornecendo uma plataforma viável para explorar modelos como este. Os humanos não estão necessariamente destinados a viver em um cosmos frio e vazio, porque a energia escura pode se comportar de maneira diferente em um futuro distante. Somente pesquisas contínuas revelarão nosso destino final.
Publicado em 27/02/2023 07h18
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