'Falha' recém-descoberta na relatividade de Einstein poderia reescrever as regras do universo, sugere estudo
Uma estranha “falha cósmica” em gravidade poderia explicar o comportamento estranho do universo em escalas maiores, sugerem os pesquisadores.
Formulado pela primeira vez por Albert Einstein em 1915, a teoria da relatividade geral continua a ser a nossa melhor e mais precisa compreensão de como a gravidade funciona em escalas médias e grandes.
No entanto, se diminuir ainda mais o zoom para ver enormes grupos de galáxias ligadas gravitacionalmente interagindo, algumas inconsistências parecem surgir. Isto sugere que a gravidade, que se teoriza ser uma constante em todos os tempos e escalas, pode na verdade tornar-se ligeiramente mais fraca a distâncias cósmicas.
Em um estudo publicado em 20 de março no Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículasos pesquisadores descreveram essa discrepância como uma “falha cósmica” e dizem que a solução proposta para isso poderia nos ajudar a compreender alguns dos mistérios mais duradouros do universo.
“[It’s] é como fazer um quebra-cabeça na superfície de uma esfera, depois colocar as peças sobre uma mesa plana e tentar encaixá-las”, disse o coautor do estudo. Niayesh Afshordi, professor de astrofísica da Universidade de Waterloo, em Ontário, disse ao Live Science. “Em algum momento, as peças da mesa não se encaixarão perfeitamente, porque você está usando a estrutura errada.
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“A falha é a arma fumegante para uma violação fundamental do princípio de equivalência de Einstein (ou simetria de Lorentz), que poderia apontar para imagens radicalmente diferentes para a gravidade quântica, a grande explosãoou buracos negros”, acrescentou Afshordi.
Cosmos para preocupação
A teoria de Einstein sobre relatividade geral é notavelmente bom em descrever o universo acima das escalas quânticas e até previu outros aspectos do nosso cosmos, incluindo buracos negrosas lentes gravitacionais da luz, as ondas gravitacionais e o Big Bang.
No entanto, algumas discrepâncias entre a teoria e a realidade permanecem. Primeiro, as tentativas de reduzir a relatividade geral para descrever como a gravidade opera quantas escalas transformar suas equações geralmente robustas em um absurdo incompreensível.
Em segundo lugar, completar o nosso modelo atual do universo exigiu a introdução de duas adições misteriosas, conhecidas como matéria escura e energia escura. Acredita-se que constituam a maior parte do conteúdo do universo, estas entidades nunca foram detectadas diretamente e não conseguem explicar por que o nosso cosmos é expandindo em velocidades diferentes dependendo de onde olhamos.
Em resposta a estes problemas, os autores do novo artigo apresentaram uma sugestão simples: um ajuste na teoria de Einstein em diferentes escalas de distância.
“A modificação é muito simples: assumimos que a constante universal da gravitação é diferente em escalas cosmológicas, comparada com escalas menores (como sistema solar ou galácticas”, disse Afshordi. “Chamamos isso de falha cósmica.”
Afshordi disse que esse ajuste traz mudanças nos padrões encontrados na radiação cósmica de fundo – a radiação restante produzida 380 mil anos após o Big Bang – e na estrutura e expansão do universo. Estes ajustes são subtis, mas a implicação de que as leis da gravidade mudam ao longo das escalas de distância pode ser profunda.
“Encontramos evidências da falha: a gravidade cósmica é cerca de 1% mais fraca que a gravidade galáctica/do sistema solar”, acrescentou.
Os pesquisadores disseram que a existência da falha poderia ser confirmada por pesquisas de galáxias de próxima geração, incluindo aquelas realizadas com o Agência Espacial Europeiade Telescópio espacial Euclideso Instrumento espectroscópico de energia escura e a Observatório de Simão. Eles dizem que esses instrumentos deveriam fazer medições da falha quatro vezes mais precisas do que é atualmente possível e, portanto, confirmar ou descartar sua teoria.
No entanto, alguns cientistas dizem que uma simples modificação da relatividade de Einstein pode não ser suficiente. Na verdade, é possível que as discrepâncias reveladas pelas observações astronómicas sejam indícios de que a nossa compreensão do universo precisa de ser completamente reescrita.
“Não é tão surpreendente que este novo modelo se ajuste um pouco melhor aos dados, mas talvez isso nos diga algo”, disse Scott Dodelsonprofessor de física e chefe do departamento de física da Carnegie Mellon University, que não esteve envolvido no estudo.
“Se assim for, significa que entendemos ainda menos do que pensávamos”, disse ele ao WordsSideKick.com. “Meu palpite é que, em vez de adicionar mais coisas novas, precisamos de um novo paradigma. Mas ninguém descobriu nada que faça algum sentido ainda.”
