Teoria que dispensa singularidades descarta o Big Bang Redação do Site Inovação Tecnológica

Teoria que dispensa singularidades descarta o Big Bang

Redação do Site Inovação Tecnológica -  13/04/2018

Os buracos negros são considerados singularidades, porque em seu interior toda a física que conhecemos falha. O Big Bang seria a singularidade definitiva, por isso os físicos têm cada vez mais tentado se livrar dele.[Imagem: NASA]

Pondo em pratos limpos

A teoria da relatividade geral de Einstein tem sido bem-sucedida em explicar fenômenos gravitacionais em uma ampla gama de escalas no Universo.

Contudo, em situações de densidades extremas, em objetos astrofísicos muito maciços, como os buracos negros, a teoria falha: os resultados indicam a existência de lugares peculiares no espaço-tempo onde os parâmetros físicos, como a densidade, atingem valores infinitos - são as chamadas singularidades.

Nas duas últimas décadas, um conjunto de versões modificadas das leis da gravidade de Einstein tem evitado essas singularidades do espaço-tempo, ao mesmo tempo descrevendo ambientes de elevadas densidades no Universo.

Mas há muitas diferenças de opinião entre os físicos. Por isso, Diego Rubiera Garcia e seus colegas do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da Universidade de Lisboa, ambos em Portugal, resolveram fazer uma compilação de todas essas teorias e hipóteses, de forma a estabelecer as bases para o debate.

"Percebemos de que existe falta de comunicação entre as pessoas que estão trabalhando em diferentes aplicações destas teorias, e que era necessária uma compilação de todos os resultados," justificou Diego.

Eletrodinâmica não-linear

As teorias e hipóteses em questão são inspiradas no modelo Born-Infeld (Max Born [1882-1970] e Leopold Infeld [1898-1968]), um campo conhecido como eletrodinâmica não-linear. Aplicadas inicialmente ao eletromagnetismo - para impor limites superiores em alguns parâmetros da teoria clássica do eletromagnetismo de Maxwell -, estas teorias têm mostrado um leque de aplicações que vão da física estelar até alternativas à teoria do Big Bang.

"Ao fazer este balanço, verificamos que existem muitas novas aplicações [das equações] em diferentes contextos, o que estamos atualmente explorando. Por exemplo, buracos negros em rotação não foram ainda estudados nestas teorias, nem a produção de ondas gravitacionais por objetos compactos," detalhou Diego.

Os atuais observatórios de ondas gravitacionais estão usando a Teoria da Relatividade Geral para estimar as massas dos objetos compactos que geraram as ondas detectadas. "No entanto, há muitas teorias que podem prever os mesmos perfis de onda com ligeiras modificações nas massas dos objetos compactos que colidiram e produziram essas ondas. Dever-se-ia procurar métodos independentes de determinação das massas desses objetos, de modo a determinar qual das teorias melhor se ajusta às observações," disse Diego.

Descartar o Big Bang?

Novas observações serão necessárias para validar ou impor restrições a essas teorias, não apenas no domínio das ondas gravitacionais, mas também dos buracos negros com rotação e até da radiação cósmica de fundo de micro-ondas. De acordo com Diego, essa radiação fóssil da primeira era do Universo poderá ter ficado gravada com marcas detectáveis deixadas por um hipotético "repique" ou "ressalto" (bounce) primordial.

No cenário descrito por um modelo de ressalto, a fase de contração de um Universo preexistente teria sido seguida pela fase de expansão do nosso Universo atual, sem atingir a singularidade teorizada pelo modelo do Big Bang. Se for assim, estas teorias inspiradas pelo modelo Born-Infeld poderão livrar-se da maior de todas as singularidades, o próprio Big Bang.

Este é o segundo "artigo de revisão" publicado nas últimas semanas que reforça o coro dos físicos em busca de um modelo alternativo ao Big Bang - no anterior, um físico indiano defendeu que o Big Bang é um dogma científico.

A equipe portuguesa afirma que medir esses efeitos na radiação cósmica de fundo será um desafio, mas poderá trazer força a estas teorias.

Bibliografia:

Born-Infeld inspired modifications of gravity
Jose Beltrán Jiménez, Lavinia Heisenberg, Gonzalo J. Olmo, Diego Rubiera-Garcia
Physics Reports
Vol.: 727, 1-129
DOI: 10.1016/j.physrep.2017.11.001