Três matemáticos têm uma explicação diferente para a expansão acelerada do universo que dispensa teorias da "energia escura". As equações originais de Einstein para a Relatividade Geral realmente prevêem a aceleração cósmica devido a uma "instabilidade, "eles argumentam em artigo publicado recentemente em Anais da Royal Society A .

Cerca de 20 anos atrás, os astrônomos fizeram uma descoberta surpreendente:não apenas o universo está se expandindo - como já se sabia há décadas - mas a expansão está se acelerando. Para explicar isso, cosmologistas invocaram uma força misteriosa chamada "energia escura" que serve para separar o espaço.

Pouco depois de Albert Einstein escrever suas equações para a relatividade geral, que descrevem a gravidade, ele incluiu um fator de "antigravidade" chamado de "constante cosmológica" para equilibrar a atração gravitacional e produzir um universo estático. Mas Einstein mais tarde chamou a constante cosmológica de seu maior erro.

Quando os cosmologistas modernos começaram a lidar com a aceleração cósmica e a energia escura, eles tiraram o pó da constante cosmológica de Einstein como sendo intercambiável com a energia escura, dado o novo conhecimento sobre a aceleração cósmica.

Essa explicação não satisfez os matemáticos Blake Temple e Zeke Vogler da Universidade da Califórnia, Davis, e Joel Smoller da Universidade de Michigan, Ann Arbor.

"Decidimos encontrar a melhor explicação que pudéssemos apresentar para a aceleração anômala das galáxias dentro da teoria original de Einstein sem energia escura, "Temple disse.

A teoria original da Relatividade Geral deu previsões corretas em todos os outros contextos, Temple disse, e não há evidência direta de energia escura. Então, por que adicionar um "fator de correção" (energia escura ou constante cosmológica) às equações que já parecem corretas? Em vez de equações defeituosas que precisam ser ajustadas para obter a solução certa, os matemáticos argumentam que as equações estão corretas, mas a suposição de um universo de galáxias em expansão uniforme está errada, com ou sem energia escura, porque essa configuração é instável.

Uma solução instável

Os modelos cosmológicos partem de um "universo de Friedmann, "que pressupõe que toda a matéria está se expandindo, mas uniformemente distribuída no espaço a cada momento, Temple disse.

Têmpora, Smoller e Vogler desenvolveram soluções para a relatividade geral sem invocar a energia escura. Eles argumentam que as equações mostram que o espaço-tempo de Friedmann é realmente instável:qualquer perturbação - por exemplo, se a densidade da matéria for um pouco menor do que a média - a empurra para um universo em aceleração.

Temple compara isso a um pêndulo de cabeça para baixo. Quando um pêndulo está pendurado, é estável em seu ponto mais baixo. Vire um pêndulo rígido para o outro lado, e ele pode se equilibrar se estiver exatamente centralizado - mas qualquer pequena rajada irá soprá-lo.

Isso nos diz que não devemos esperar medir um universo de Friedmann, porque é instável, Temple disse. O que devemos esperar medir, em vez disso, são os tempos-espaciais locais que aceleram mais rapidamente. Notavelmente, os espaços-tempos locais criados pela instabilidade exibem precisamente a mesma gama de acelerações cósmicas que você obtém nas teorias da energia escura, ele disse.

O que isso mostra é que a aceleração das galáxias poderia ter sido prevista a partir da teoria da Relatividade Geral original sem invocar a constante cosmológica / energia escura em tudo, Temple disse.

"A matemática não é controversa, a instabilidade não é controversa, "Temple disse." O que não sabemos é, a nossa galáxia, a Via Láctea, fica perto do centro de uma grande densidade de matéria no universo. "

O artigo inclui previsões testáveis ​​que distinguem seu modelo dos modelos de energia escura, Temple disse.