Uma falha cósmica na gravidade:novo modelo pode explicar comportamento estranho em escala cósmica
Embora não existam estações no espaço, esta vista cósmica evoca pensamentos de uma paisagem gelada de inverno. Na verdade, trata-se de uma região chamada NGC 6357, onde a radiação de estrelas jovens e quentes energiza o gás mais frio da nuvem que as rodeia. Crédito:NASA Um grupo de pesquisadores da Universidade de Waterloo e da Universidade da Colúmbia Britânica descobriu uma potencial “falha cósmica” na gravidade do universo, explicando seu estranho comportamento em escala cósmica.
O artigo foi publicado no Journal of Cosmology and Astroarticle Physics .
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 até à fotografia de buracos negros," disse Robin Wen, autor principal do projeto e recém-formado em Física Matemática em Waterloo.
"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. Estamos a chamar a esta inconsistência uma 'falha cósmica':a gravidade torna-se cerca de um por cento mais fraca quando se lida com 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.
“Há quase um século, os astrónomos descobriram que o nosso Universo está a expandir-se”, 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. Nossa descoberta sugere que, nessas mesmas escalas, a teoria de Einstein também pode ser insuficiente."
O novo modelo de "falha cósmica" da equipe de pesquisa modifica e amplia as fórmulas matemáticas de Einstein de uma forma que resolve a inconsistência de algumas das medições cosmológicas sem afetar os usos bem-sucedidos 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.
