Os investigadores propõem uma modificação à teoria da relatividade geral de Einstein, sugerindo uma “falha cósmica” que torna a gravidade ligeiramente mais fraca ao longo de vastas distâncias cósmicas. Este ajuste poderia ajudar a explicar alguns fenómenos não explicados no universo. Crédito: SciTechDaily.com
Aproximando-nos um passo da compreensão dos mistérios nos confins do universo.
Um grupo de pesquisadores do Universidade de Waterloo e a Universidade da Colúmbia Britânica descobriram uma potencial “falha cósmica” na gravidade do universo, explicando o seu estranho comportamento à escala cósmica.
Nos últimos 100 anos, os físicos confiaram na teoria da “relatividade geral” de Albert Einstein para explicar como a gravidade funciona em todo o universo. A relatividade geral, comprovada por inúmeros testes e observações, sugere que a gravidade impacta não apenas três dimensões físicas, mas também uma quarta dimensão: o tempo.
“Este modelo de gravidade tem sido essencial para tudo, desde a teorização do Big Bang para fotografar buracos negros”, disse Robin Wen, autor principal do projeto e recém-formado em Física Matemática em Waterloo.
Desafios em escala cósmica
“Mas quando tentamos compreender a gravidade à escala cósmica, à escala dos aglomerados de galáxias e mais além, encontramos aparentes inconsistências com as previsões da relatividade geral. É quase como se a própria gravidade deixasse de corresponder perfeitamente à teoria de Einstein. Chamamos esta inconsistência de “falha cósmica”: a gravidade torna-se cerca de um por cento mais fraca quando se trata de distâncias na ordem dos milhares de milhões de anos-luz. “
Durante mais de vinte anos, físicos e astrónomos têm tentado criar um modelo matemático que explique as aparentes inconsistências da teoria da relatividade geral. Muitos desses esforços tiveram lugar em Waterloo, que tem uma longa história de investigação gravitacional de ponta resultante da colaboração interdisciplinar contínua entre matemáticos aplicados e astrofísicos.
Contexto Histórico e Esforços de Pesquisa
“Há quase um século, os astrónomos descobriram que o nosso Universo está em expansão”, disse Niayesh Afshordi, professor de astrofísica na Universidade de Waterloo e investigador do Instituto Perimeter.
“Quanto mais distantes estão as galáxias, mais rápido elas se movem, a ponto de parecerem se mover quase à velocidade da luz, o máximo permitido pela teoria de Einstein. A nossa descoberta sugere que, nessas mesmas escalas, a teoria de Einstein também pode ser insuficiente.”
Modificando a Teoria de Einstein
O novo modelo de “falha cósmica” da equipa de investigação modifica e amplia as fórmulas matemáticas de Einstein de uma forma que resolve a inconsistência de algumas das medições cosmológicas sem afectar as utilizações bem sucedidas existentes da relatividade geral.
“Pense nisso como uma nota de rodapé à teoria de Einstein”, disse Wen. “Depois de atingir uma escala cósmica, os termos e condições se aplicam.”
“Este novo modelo pode ser apenas a primeira pista de um quebra-cabeça cósmico que estamos começando a resolver no espaço e no tempo”, disse Afshordi.
O estudo, “Uma falha cósmica na gravidade”, aparece no Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículas.
Referência: “Uma falha cósmica na gravidade” por Robin Y. Wen, Lukas T. Hergt, Niayesh Afshordi e Douglas Scott, 20 de março de 2024, Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículas.
DOI: 10.1088/1475-7516/2024/03/045
