Um dos maiores problemas não resolvidos da física diz respeito à unificação da mecânica quântica e da relatividade geral – duas teorias igualmente bem-sucedidas que infelizmente não se dão bem. E a última tentativa de unir a dupla traz para a equação a explosão que deu início a tudo: o Massive Bang.
Em um recente Cartas de revisão física No artigo, físicos da Universidade de Waterloo e do Perimeter Institute no Canadá propõem uma nova teoria de que a rápida expansão do universo em seus primeiros momentos se alinha perfeitamente com outro modelo para a gravidade quântica. De acordo com as previsões matemáticas da equipa, o Massive Bang emerge naturalmente da teoria, chamada gravidade quadrática, uma versão revista da teoria padrão da gravidade de Einstein.
“Pense em Einstein elevado à segunda potência” Jerônimo Quintincoautor do estudo e cosmólogo teórico, disse ao Gizmodo. O novo trabalho “pega cálculos formais da teoria quântica de campos e cria uma ponte entre eles e cenários e observações cosmológicas reais, o que nos permite testar essas ideias e cálculos teóricos formais”.
Os primeiros dias do universo
O Massive Bang refere-se àquela explosão gigantesca responsável por preparar o universo para se transformar no mundo que observamos hoje. Na imagem “padrão”, o universo começa pequeno, quente, denso e geralmente homogêneo e isotrópico, explicou Ruo Lin Liuautor principal do estudo e estudante de pós-doutorado, ao Gizmodo.
Uma explicação in style para este fenómeno é chamada de cenário inflacionário, que postula que a hipotética partícula do ínflaton provocou uma “explosão de expansão rápida e acelerada” nos primeiros dias do universo, disse Liu. Mas esta teoria se desfaz quanto mais cedo avançamos no tempo astronômico, que corresponde a energias mais elevadas no universo, acrescentou.
Encontrando uma solução quântica
A equipe se perguntou se haveria uma maneira de explicar o Massive Bang sem acrescentar muitas variáveis novas. E se os efeitos quânticos pudessem de alguma forma entrar na equação, seria ainda melhor. Eles decidiram gravidade quadráticaque permanece matematicamente consistente em níveis de energia muito elevados, como o do Massive Bang, de acordo com o artigo.
De forma fascinante, os cálculos da equipa revelaram que os termos quadráticos do modelo desencadearam organicamente a expansão cósmica, após a qual a estrutura do espaço-tempo caiu nos efeitos conhecidos da relatividade geral. Além do mais, acrescentou Liu, as previsões matemáticas do estudo se ajustam perfeitamente às observações do universo feitas pelas tecnologias mais recentes, que foram “em conflito com modelos de inflação mais convencionais.”
Uma hipótese testável
Mais importante ainda, a equipa acredita que a sua teoria é completamente testável – o que normalmente não é o caso dos modelos de gravidade quântica. O modelo prevê um nível mínimo de ondas gravitacionais geradas durante a inflação, que os detectores da próxima geração serão capazes de detectar.
Niayesh Afshordiautor sênior do estudo e físico, disse ao Gizmodo que a gravidade quântica é muitas vezes transmitida como algo “puramente teórico”, mas o novo trabalho “mostra que a gravidade quântica pode ser absolutamente estudada e ligada a cenários cosmológicos concretos, que vêm com previsões específicas que podemos testar agora e também no futuro”.
Aguardando a revolução, mais ou menos
Certamente, se os resultados da equipa puderem ser validados – tanto teórica como empiricamente – as implicações serão nada menos que revolucionárias. Mas, como acontece com qualquer previsão, não há muito a dizer de forma conclusiva até que a nova proposta resista à revisão e experimentação independentes.
Dito isto, também é verdade que estamos vivendo uma época particularmente boa para a cosmologia. Por exemplo, o LISA, o detector de próxima geração que poderia fazer o que a equipe procura, é programado para ser lançado já em 2035. O Telescópio Nancy Grace Roman da NASA, depois de enfrentar uma tempestade orçamentária, será lançado conforme planejado. E o jovem Observatório Vera C. Rubin está bombardeando os astrônomos com centenas de milhares de observações.
Assim, mesmo que a proposta mais recente não acabe por ser “a única”, poderemos estar a entrar numa period que nos permite arrastar o hipotético para o domínio das ideias testáveis. E isso é emocionante!
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