Os físicos da UBC podem ter resolvido um dos maiores quebra-cabeças da natureza:o que causa a expansão acelerada de nosso universo?

O estudante de doutorado Qingdi Wang abordou essa questão em um novo estudo que tenta resolver um grande problema de incompatibilidade entre duas das teorias mais bem-sucedidas que explicam como nosso universo funciona:a mecânica quântica e a teoria da relatividade geral de Einstein.

O estudo sugere que, se ampliarmos o universo, perceberíamos que é feito de espaço e tempo em constante flutuação.

"O espaço-tempo não é tão estático quanto parece, está em constante movimento, "disse Wang.

"Esta é uma ideia nova em um campo onde não tem havido muitas ideias novas que tentem resolver esse problema, "disse Bill Unruh, um professor de física e astronomia que supervisionou o trabalho de Wang.

Em 1998, astrônomos descobriram que nosso universo está se expandindo a uma taxa cada vez maior, implicando que o espaço não está vazio e, em vez disso, está cheio de energia escura que empurra a matéria para longe.

O candidato mais natural para a energia escura é a energia do vácuo. Quando os físicos aplicam a teoria da mecânica quântica à energia do vácuo, prevê que haveria uma densidade incrivelmente grande de energia do vácuo, muito mais do que a energia total de todas as partículas do universo. Se isso é verdade, A teoria da relatividade geral de Einstein sugere que a energia teria um forte efeito gravitacional e a maioria dos físicos acha que isso faria com que o universo explodisse.

Felizmente, isso não acontece e o universo se expande muito lentamente. Mas é um problema que deve ser resolvido para que a física fundamental progrida.

Ao contrário de outros cientistas que tentaram modificar as teorias da mecânica quântica ou da relatividade geral para resolver o problema, Wang e seus colegas Unruh e Zhen Zhu, também um aluno de PhD da UBC, sugerir uma abordagem diferente. Eles levam a sério a grande densidade da energia do vácuo prevista pela mecânica quântica e descobrem que há informações importantes sobre a energia do vácuo que estavam faltando nos cálculos anteriores.

Seus cálculos fornecem uma imagem física completamente diferente do universo. Nesta nova foto, o espaço em que vivemos está flutuando descontroladamente. Em cada ponto, ele oscila entre expansão e contração. Conforme ele balança para frente e para trás, os dois quase se cancelam, mas um efeito líquido muito pequeno leva o universo a se expandir lentamente em uma taxa acelerada.

Mas se o espaço e o tempo estão flutuando, por que não podemos sentir isso?

"Isso acontece em escalas muito pequenas, bilhões e bilhões de vezes menor até do que um elétron, "disse Wang.

"É semelhante às ondas que vemos no oceano, "disse Unruh." Eles não são afetados pela intensa dança dos átomos individuais que constituem a água na qual essas ondas navegam. "

Seu artigo foi publicado na semana passada em Revisão Física D :https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.95.103504.