Ao tentar entender a natureza do cosmos, alguns teóricos propõem que o universo se expande e se contrai em ciclos intermináveis.
Como se supõe que esse comportamento seja perpétuo, o universo não deve ter começo nem fim - apenas ciclos eternos de crescimento e encolhimento que se estendem para sempre no futuro e para sempre no passado.

É um conceito atraente em parte porque elimina a necessidade de um estado chamado singularidade que corresponde ao "início dos tempos" em outros modelos.

Mas um novo estudo dos físicos da Universidade de Buffalo, Will Kinney e Nina Stein, destaca uma maneira pela qual as cosmologias cíclicas ou “saltantes” caem por terra.

A pesquisa mostra que a versão mais recente dessa teoria – um modelo cíclico que resolve preocupações de longa data sobre entropia – introduz um novo problema (ou melhor, retorna a um antigo). Universos cíclicos descritos sob este modelo devem ter um começo, Kinney e Stein concluem.

"As pessoas propuseram universos saltitantes para tornar o universo infinito no passado, mas o que mostramos é que um dos mais novos tipos desses modelos não funciona", diz Kinney, Ph.D., professor de física na UB College of Artes e Ciências. "Neste novo tipo de modelo, que aborda problemas com entropia, mesmo que o universo tenha ciclos, ainda precisa ter um começo."

"Há muitas razões para estar curioso sobre o início do universo, mas acho que meu favorito é a tendência humana natural de querer saber o que veio antes", diz Stein, um UB Ph.D. estudante de física, sobre a importância da pesquisa. "Através das culturas e histórias, os humanos contaram histórias sobre a criação, sobre 'no começo'. Sempre queremos saber de onde viemos."

O estudo, financiado pela National Science Foundation, foi publicado em junho no Journal of Cosmology and Astroarticle Physics . O artigo é intitulado "Cosmologia cíclica e completude geodésica".

Se o universo teve um começo, como ele começou?

Kinney é autor de um livro de 2022 intitulado "An Infinity of Worlds", que conta a história épica da inflação cósmica, uma teoria concorrente sobre as origens do universo. Sob esse modelo, o universo primitivo foi caracterizado por um período de rápida expansão a partir de uma singularidade, seguido pelo Big Bang superquente, que forjou os elementos primordiais que formaram galáxias, estrelas e planetas, e os átomos em nossos corpos e tudo mais. outros seres vivos.

A inflação cósmica é uma das principais teorias. Mas concentra-se no que acontece durante e após a era de rápida expansão. Não explica o que veio antes disso, e não descreve as condições da singularidade inicial.

Um universo verdadeiramente cíclico contornaria esses problemas:se o universo está envolvido em ciclos intermináveis ​​de expansão e contração, ele não precisa ter um começo. Mas, como observa Kinney, esses modelos saltitantes levantam seu próprio conjunto de questões insustentáveis.

"Infelizmente, sabe-se há quase 100 anos que esses modelos cíclicos não funcionam porque a desordem, ou entropia, se acumula no universo ao longo do tempo, então cada ciclo é diferente do último. Não é verdadeiramente cíclico", diz Kinney . “Um modelo cíclico recente contorna esse problema de acúmulo de entropia propondo que o universo se expande bastante a cada ciclo, diluindo a entropia. seu estado homogêneo original antes que outro salto comece."

"Mas", acrescenta ele, "para encurtar a história, mostramos que, ao resolver o problema da entropia, você cria uma situação em que o universo teve que ter um começo. Nossa prova mostra em geral que qualquer modelo cíclico que remove a entropia por expansão deve ter um começo."

"A ideia de que houve um ponto no tempo antes do qual não havia nada, nenhum tempo, nos incomoda, e queremos saber o que havia antes disso - inclusive os cientistas", diz Stein. "Mas, até onde sabemos, deve ter havido um 'começo'. Há um ponto para o qual não há resposta para a pergunta:"O que veio antes disso?" "

E, claro, há outras questões de pesquisa, diz Kinney:"Nossa prova não se aplica a um modelo cíclico proposto por Roger Penrose, no qual o universo se expande infinitamente em cada ciclo. Estamos trabalhando nisso." + Explorar mais

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