• Home
  • Química
  • Astronomia
  • Energia
  • Natureza
  • Biologia
  • Física
  • Eletrônicos
  •  science >> Ciência >  >> Astronomia
    Forma do universo:o estudo pode nos forçar a repensar tudo o que sabemos sobre o cosmos

    Matéria escura e gás no universo. Pode haver mais matéria escura do que pensamos. Crédito:Illustris, CC BY-SA

    Não importa o quão elegante seja sua teoria, os dados experimentais terão a última palavra. As observações do movimento retrógrado dos planetas foram fundamentais para a revolução copernicana, em que o sol substituiu a Terra no centro do sistema solar. E a órbita incomum de Mercúrio forneceu uma confirmação espetacular da teoria da relatividade geral. Na verdade, todo o nosso entendimento do universo é baseado em observações, anomalias inesperadas.

    Agora nosso novo jornal, publicado em Astronomia da Natureza , chegou a uma conclusão que pode desencadear uma crise na cosmologia - se confirmada. Mostramos que a forma do universo pode realmente ser curva em vez de plana, como se pensava anteriormente - com uma probabilidade maior que 99%. Em um universo curvo, não importa a direção em que você viaja, você terminará no ponto de partida - como em uma esfera. Embora o universo tenha quatro dimensões, incluindo o tempo.

    O resultado foi baseado em medições recentes do Fundo Cósmico de Microondas, a luz que sobrou do Big Bang, recolhidos pelo satélite Planck. De acordo com a teoria da relatividade geral de Albert Einstein, a massa distorce o espaço e o tempo ao seu redor. Como resultado, os raios de luz dão uma volta aparente em torno de um objeto maciço, em vez de viajar em linha reta - um efeito conhecido como lente gravitacional.

    Há muito mais lentes desse tipo nos dados do Planck do que deveria haver, o que significa que o universo poderia conter mais matéria escura - uma substância invisível e desconhecida - do que pensamos. Em nosso estudo, mostramos que um universo fechado pode fornecer uma explicação física para esse efeito, porque é capaz de hospedar muito mais matéria escura do que um universo plano. Esse universo é perfeitamente compatível com a relatividade geral.

    As flutuações da temperatura de fundo da Microonda Cósmica a partir dos dados WMAP de sete anos sobre o céu. Crédito:NASA / WMAP

    Grande dor de cabeça

    No entanto, nem todos os cosmologistas estão convencidos de um universo fechado - estudos anteriores sugeriram que o cosmos é realmente plano. E se um universo esférico é uma solução para a anomalia de lente, então temos que lidar com várias consequências significativas. Em primeiro lugar, temos que revisar uma pedra angular fundamental da cosmologia - a teoria da inflação cosmológica. A inflação descreve os primeiros instantes após o Big Bang, prevendo um período de expansão exponencial para o universo primordial.

    A teoria foi desenvolvida nos últimos 40 anos para explicar por que partes distantes do universo parecem iguais e têm a mesma temperatura, quando eles estão muito distantes para nunca ter entrado em contato. A inflação resolve o problema porque significa que regiões distantes do universo já teriam sido conectadas. Mas acredita-se que o período de rápida expansão que separou essas regiões também trouxe o universo à planura com precisão requintada.

    Se o universo estiver fechado, a inflação padrão está em apuros. E isso significa que perdemos nossa explicação padrão de por que o universo tem a estrutura que tem.

    Uma vez que assumimos que o universo é curvo, os dados do Planck estão essencialmente em desacordo com todos os outros conjuntos de dados. Tudo isso se resume a uma verdadeira crise para a cosmologia, como dizemos em nosso jornal. Por estas razões, cosmologistas são cautelosos - e muitos deles preferem atribuir os resultados a um acaso estatístico que será resolvido quando novos dados de experimentos futuros estiverem disponíveis.

    Formas possíveis do universo:a de cima é curva e fechada, conforme sugerido no novo estudo. Crédito:wikipedia

    Podemos estar errados?

    Certamente é possível que estejamos errados. Mas há uma razão principal, Em nossa opinião, por que essa anomalia não deve ser meramente descartada. Na física de partículas, uma descoberta deve atingir uma precisão de pelo menos cinco "sigmas" para ser aceita pela comunidade. Aqui estamos um pouco acima de três sigmas, portanto, estamos claramente abaixo desse nível de aceitação. Mas, embora o modelo padrão da física de partículas seja baseado em física conhecida e comprovada, o modelo cosmológico padrão é baseado em física desconhecida.

    No momento, a evidência física para os três pilares da cosmologia - matéria escura, energia escura (que faz com que o universo se expanda em uma taxa acelerada) e inflação - vem exclusivamente da cosmologia. Sua existência pode explicar muitas observações astrofísicas.

    Mas eles não são esperados nem no modelo padrão da física de partículas que governa o universo nas escalas menores, nem na teoria da relatividade geral que opera nas escalas grandes. Em vez de, essas substâncias pertencem à área da física desconhecida. Ninguém nunca viu qualquer matéria escura, energia escura ou inflação - no laboratório ou em outro lugar.

    Crédito:coldcreation, CC BY-SA

    Portanto, embora uma anomalia na física de partículas possa ser considerada como um indício de que podemos precisar inventar uma física completamente nova, uma anomalia na cosmologia deveria ser considerada a única maneira de lançar luz sobre uma física completamente desconhecida.

    Portanto, o resultado mais interessante do nosso artigo não é que o universo parece ser curvo em vez de plano, mas o fato de que pode nos forçar a reorganizar as peças do quebra-cabeça cósmico de uma maneira completamente diferente.

    Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.




    © Ciência https://pt.scienceaq.com