Não é mais um erro
A constante cosmológica é presumivelmente uma forma enigmática de matéria ou energia que age em oposição à gravidade e é considerada por muitos físicos como equivalente à energia escura. Ninguém sabe realmente o que é a constante cosmológica exatamente, mas ela é necessária nas equações cosmológicas para reconciliar a teoria com nossas observações do universo.
Quem sugeriu a constante cosmológica?
Albert Einstein, o famoso físico germano-americano, criou a constante cosmológica, que chamou de “constante universal”, em 1915, como um meio de equilibrar certos cálculos em sua teoria da relatividade geral. Na época, os físicos acreditavam que o universo era estático – nem se expandindo nem se contraindo – mas o trabalho de Einstein sugeria que a gravidade faria com que ele fizesse um ou outro. Assim, para se harmonizar com o consenso científico, Einstein inseriu um fator fudge, denotado pela letra grega lambda, em seus resultados, o que manteve o cosmos parado.
No entanto, um pouco mais de uma década depois, o astrônomo americano Edwin Hubble percebeu que as galáxias estavam se afastando de nós, indicando que o universo estava se expandindo. Einstein chamou lambda de seu “maior erro”.
As observações de Hubble negaram a necessidade de uma constante cosmológica por décadas, mas isso mudou quando astrônomos examinando supernovas distantes no final dos anos 1990 descobriram que o cosmos não estava apenas se expandindo, mas acelerando sua expansão. Eles chamaram a misteriosa força antigravitacional necessária para explicar esse fenômeno de “energia escura”.
Na década de 1920, o físico russo Alexander Friedmann desenvolveu uma equação, agora chamada de Equação de Friedmann, que descreve as propriedades do universo a partir do Big Bang, de acordo com um tutorial online da Georgia State University.
Tirando a poeira do lambda de Einstein e conectando-o às equações de Friedmann, os pesquisadores puderam modelar o cosmos corretamente – isto é, com uma taxa de expansão acelerada. Esta versão da Equação de Friedmann agora forma a espinha dorsal da teoria cosmológica contemporânea, que é conhecida como ΛCDM (Lambda CDM, onde CDM significa matéria escura fria) e é responsável por todos os componentes conhecidos da realidade.
Então, qual é esse número mágico?
No entanto, ninguém realmente entende o que é lambda. A maioria dos físicos a considera intercambiável com o conceito de energia escura, mas isso não torna as coisas mais claras porque a energia escura é simplesmente um marcador que descreve alguma substância antigravidade desconhecida. Portanto, basicamente voltamos a usar o fator de correção de Einstein.
Uma explicação potencial para a constante cosmológica reside no reino da física de partículas moderna. Experimentos verificaram que o espaço vazio é permeado por incontáveis partículas virtuais que constantemente entram e saem da existência. Essa ação incessante cria o que é conhecido como “energia do vácuo”, ou uma força que surge do espaço vazio, inerente à estrutura do espaço-tempo que poderia separar o universo.
Mas conectar a energia do vácuo à constante cosmológica não é simples. Com base em suas observações de supernovas, os astrônomos estimam que a energia escura deve ter um valor pequeno e calmo, apenas o suficiente para separar tudo no universo ao longo de bilhões de anos.
No entanto, quando os cientistas tentam calcular a quantidade de energia que deve surgir do movimento das partículas virtuais, eles chegam a um resultado que é 120 ordens de magnitude maior do que os dados da supernova sugerem.
Para aumentar o enigma, alguns pesquisadores propuseram que a constante cosmológica pode não ser uma constante, mas sim muda ou flutua com o tempo. Esta teoria é chamada de quintessência e alguns projetos, como o Dark Energy Survey, estão atualmente fazendo observações precisas para ver se tem algum suporte observacional.
Nesse ínterim, os cosmologistas continuarão a usar lambda. Eles podem não saber o que é, mas sabem que precisam disso para fazer o universo fazer sentido.
Publicado em 21/02/2021 21h07
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