Teoria da relatividade universal de Einstein pode ter uma omissão

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(pd) Arthur Sasse

Albert Einstein, Prémio Nobel da Física em 1921 (adaptação da foto de Arthur Sasse)

Um novo estudo descobriu uma verosímil vazio na teoria da relatividade universal de Albert Einstein, que precisaria de ajustes para explicar porquê é que a seriedade funciona em graduação cósmica.

Esta não é a primeira vez que a teoria de Einstein é posta em justificação. Pavel Kroupa, professor de astrofísica, disse recentemente que está na fundura de atualizar a teoria – porque temos mais e melhores métodos de reparo do que há um século.

De pacto com a teoria da relatividade universal, tanto a virilidade quanto a material fazem o “tecido” do espaço-tempo distorcer, e a inflexão gerada nessa interação física resulta na força da seriedade. Assim, segundo o investigador germânico, objetos com campos gravitacionais fortes são capazes de desviar a trajetória da luz.

A teoria tem sido notavelmente bem-sucedida ao descrever a seriedade de estrelas e planetas, mas não parece aplicar-se perfeitamente em todas as escalas.

Por exemplo, a teoria de Einstein demonstra lacunas quando aplicada a distâncias extremamente pequenas, onde operam as leis da mecânica quântica, ou quando tentamos descrever todo o Universo.

Foi neste último ponto que o novo estudo, publicado em outubro na revista Nature Astronomy, se focou.

A teoria quântica prevê que o vazio está repleto de virilidade. No entanto, de pacto com Einstein, a virilidade do vácuo tem uma seriedade repulsiva – afasta o espaço vazio. Curiosamente, em 1998, descobriu-se que a expansão do Universo está de facto a estugar.

Todavia, a quantidade de virilidade do vácuo, ou virilidade escura, porquê tem sido chamada, necessária para explicar a aceleração é várias ordens de magnitude menor do que a teoria quântica prevê.

Daí a grande questão, apelidada de “o velho problema da jacente cosmológica”, é se a virilidade do vácuo realmente gravita – exercendo uma força gravitacional e alterando a expansão do Universo.

Se sim, logo porque é que a sua seriedade é muito mais fraca do que o previsto? Se o vácuo não gravita, o que está a ocasionar a aceleração cósmica?

Não sabemos o que é a virilidade escura, mas precisamos de supor que existe para explicar a expansão do Universo. Da mesma forma, também precisamos de supor que existe um tipo de presença de material invisível, apelidada de material escura, para explicar porquê as galáxias e os aglomerados evoluíram para ser porquê são hoje.

O facto de que a maior secção do Universo é constituído de forças e substâncias escuras, assumindo valores estranhos que não fazem sentido, levou muitos físicos a questionarem-se se a teoria da seriedade de Einstein precisa de modificação para descrever todo o Universo.

Uma novidade reviravolta apareceu há alguns anos, quando se tornou aparente que diferentes formas de medir a taxa de expansão cósmica, apelidada de jacente de Hubble, dão respostas diferentes – um problema sabido porquê tensão de Hubble.

A discordância, ou tensão, é entre dois valores da jacente de Hubble. Um é o número previsto pelo protótipo cosmológico LCDM, que foi desenvolvido para corresponder à luz que sobrou do Big Bang. A outra é a taxa de expansão medida pela reparo de estrelas explosivas, conhecidas porquê supernovas, em galáxias distantes.

Muitas ideias teóricas foram propostas para formas de modificar o LCDM para explicar a tensão de Hubble. Entre elas estão as teorias alternativas da seriedade.

À procura de respostas

Podemos projetar testes para verificar se o Universo obedece às regras da teoria de Einstein. Neste novo estudo, os autores testaram as leis básicas da relatividade universal. Também exploraram se a modificação de teoria de Einstein poderia ajudar a resolver alguns dos problemas em acessível da cosmologia, porquê a tensão de Hubble.

Para desenredar se a relatividade universal está correta em grandes escalas, os cientistas propuseram-se, pela primeira vez, a investigar simultaneamente três aspetos dela. Estes foram a expansão do Universo, os efeitos da seriedade sobre a luz e os efeitos da seriedade sobre a material.

Usando um método estatístico sabido porquê inferência Bayesiana, reconstruiram a seriedade do Universo através da história cósmica num protótipo de computador fundamentado nesses três parâmetros. De seguida, compararam a sua reconstrução com a previsão do protótipo LCDM (essencialmente o protótipo de Einstein).

Os cientistas encontraram pistas interessantes de uma verosímil incompatibilidade com a previsão de Einstein, embora com significância estatística bastante baixa. Isso significa que, no entanto, existe a possibilidade de que a seriedade funcione de maneira dissemelhante em grandes escalas e que a teoria da relatividade universal precise de ser ajustada.

O estudo também descobriu que é muito difícil resolver o problema da tensão de Hubble mudando unicamente a teoria da seriedade. A solução completa provavelmente exigiria um novo substância no protótipo cosmológico, presente antes do momento em que protões e eletrões combinaram-se pela primeira vez para formar hidrogénio logo depois o Big Bang, porquê uma forma peculiar de material escura, um tipo primitivo de virilidade escura ou campos magnéticos primordiais. Ou, talvez, haja um erro sistemático ainda incógnito nos dados.

Dito isto, o estudo demonstrou que é verosímil testar a validade da relatividade universal sobre distâncias cosmológicas usando dados observacionais. Embora ainda não se tenha resolvido o problema do Hubble, teremos muito mais dados de novas sondas daqui a alguns anos.

Isso significa que poderemos usar esses métodos estatísticos para continuar a aprimorar a relatividade universal, explorando os limites das modificações, para pavimentar o caminho para resolver alguns dos desafios abertos na cosmologia.

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