Uma nova teoria da gravidade poderia explicar a aceleração cósmica sem energia escura
Por que o universo está se expandindo cada vez mais rápido continua sendo uma das maiores questões em aberto na física. As teorias actuais não conseguem explicar completamente este crescimento acelerado. A imagem padrão atual do universo é construída sobre a teoria geral da relatividade de Einstein e o modelo padrão da física de partículas. Dentro deste quadro, os cientistas geralmente assumem a presença de uma força misteriosa conhecida como “energia escura” para explicar a rápida expansão do espaço. Apesar do seu uso generalizado na cosmologia, a verdadeira natureza e origem da energia escura ainda são desconhecidas.
Agora, investigadores do Centro de Tecnologia Espacial Aplicada e Microgravidade (ZARM) da Universidade de Bremen, trabalhando com colegas da Universidade da Transilvânia de Brașov, na Roménia, sugerem uma forma diferente de encarar o problema. O seu trabalho indica que a expansão do Universo pode ser explicada – pelo menos parcialmente – sem invocar de todo a energia escura.
Por que a energia escura foi adicionada em primeiro lugar
Os cosmólogos usam a teoria geral da relatividade de Einstein juntamente com as equações de Friedmann para descrever como o universo muda ao longo do tempo. No entanto, quando estas equações são aplicadas a observações astronómicas reais, elas ficam aquém. Para corresponder ao que os telescópios veem, os cientistas devem adicionar manualmente um “termo de energia escura” extra às equações. Esta adição não deriva naturalmente da própria teoria, o que há muito a tornou uma solução insatisfatória.
Uma nova abordagem usando gravidade estendida
Devido a esta limitação, a equipa da ZARM e os seus colaboradores romenos exploraram uma ideia alternativa. Seus resultados, publicados no Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículascontam com uma extensão da relatividade geral (GR) conhecida como gravidade de Finsler. Esta abordagem foi desenvolvida nos últimos anos e utiliza uma descrição mais ampla da geometria do espaço-tempo.
Ao contrário da formulação padrão do GRT, a gravidade de Finsler pode descrever o comportamento gravitacional dos gases com mais precisão. Essa diferença acaba sendo crucial ao modelar o comportamento em larga escala do universo.
Expansão acelerada sem energia escura
Quando os pesquisadores aplicaram a gravidade de Finsler às equações de Friedmann, descobriram um resultado surpreendente. As equações modificadas, conhecidas como equações de Finsler-Friedmann, preveem naturalmente um universo em aceleração mesmo no espaço vazio. Nenhuma suposição extra é necessária e nenhum termo adicional de “energia escura” precisa ser adicionado manualmente.
“Esta é uma indicação emocionante de que podemos ser capazes de explicar a expansão acelerada do Universo, pelo menos em partes, sem energia escura, com base numa geometria do espaço-tempo generalizada”, diz Christian Pfeifer, físico do ZARM e membro da equipa de investigação. “Este novo ponto de vista geométrico sobre o problema da energia escura abre novas possibilidades para uma melhor compreensão das leis da natureza no cosmos.”
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