Cientistas descobrem uma anomalia na gravidade do Universo: WebCuriosos

Nos últimos 100 anos, inúmeros estudos provaram que a maior teoria de Albert Einstein – sua teoria da relatividade geral – é praticamente à prova de balas, capaz de tudo, desde prever buracos negros até orientar sua tecnologia GPS.

Contudo, à medida que os cientistas se armam com tecnologia mais poderosa e sofisticada, capaz de perscrutar o cosmos com detalhes sem precedentes, eles vêem fenômenos que eles não podem explicar com a teoria de Einstein.

A teoria geral da relatividade de Einstein afirma que a curvatura do espaço-tempo causa a gravidade. Mas diminua o zoom para escalas enormes como aglomerados de galáxias abrangendo bilhões de anos-luz de diâmetro, e as leis da teoria da gravidade de Einstein parecem mudar.

“É quase como se a própria gravidade deixasse de corresponder perfeitamente à teoria de Einstein”, disse Robin Wen, recém-formado pela Universidade de Waterloo, em uma universidade. Comunicado de imprensa.

Wen faz parte de uma colaboração entre a Universidade de Waterloo e a Universidade da Colúmbia Britânica que estão em busca de resolver o mistério, chamando essa discrepância na teoria de Einstein de “falha cósmica”.

Seu novo estudo, publicado no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, sugere que a gravidade se torna cerca de 1% mais fraca em escalas muito grandes. Se a gravidade se comportasse de acordo com a teoria de Einstein, então esta diferença de 1% não deveria existir.

Os cosmólogos não irão acabar com a relatividade geral tão cedo. Ainda é uma estrutura surpreendentemente precisa para compreender a gravidade em escalas menores.

“Não é como se estivéssemos quebrando o funcionamento do seu GPS, ou um buraco negro. Estávamos apenas tentando ver se havia algum desvio nas maiores escalas possíveis”, disse Wen ao Business Insider.

Se esta falha realmente existir, poderá ajudar os cosmólogos a explicar alguns dos maiores mistérios do universo.

Aliviando a tensão cosmológica

A equipe de pesquisa estava vasculhando dados do fundo cósmico de microondas quando descobriram essa aparente falha.

A radiação cósmica de fundo é uma vasta extensão de radiação remanescente que foi deixada para trás pelo Big Bang. Os cientistas usam-no para compreender os primeiros estágios do universo, como como as primeiras galáxias se formaram e o que aconteceu imediatamente após o Big Bang.

Wen e seus colegas usaram um modelo – baseado em leis físicas fundamentais como a teoria da relatividade geral de Einstein – e compararam a previsão de seu modelo sobre como deveriam ser os dados do CMB com os dados observacionais do CMB.

O seu modelo científico não correspondia às observações – o que realmente vemos no universo distante.

No entanto, quando ajustaram a teoria de Einstein para ter em conta um défice de gravidade de 1%, o seu modelo alinhou-se mais estreitamente com o dados observacionaisWen disse à BI por e-mail.

Um ajuste de 1% pode não parecer grande coisa, mas é suficiente para sugerir que a teoria de Einstein pode precisar de ser repensada. E mais, esta falha pode nos ajudar a entender melhor alguns comportamento confuso no universo.

O cosmos, tal como o entendemos, está repleto de tensões. Às vezes, diferentes medições do mesmo fenômeno não concordam entre si. Um exemplo disso é a tensão de Hubble – um problema que intriga os astrônomos há anos.

A Tensão de Hubble refere-se a medições conflitantes da taxa de expansão do universo. De acordo com nosso modelo padrão de física, a taxa de expansão do universo deveria ser a mesma em todos os lugares.

No entanto, observações do universo próximo sugerem que o taxa de expansão é mais rápida do que regiões do universo distante. Os astrónomos propuseram múltiplas explicações possíveis, mas ainda não se decidiram por uma.

Agora, com esta falha cósmica, há uma nova explicação na mesa.

Uma gravidade 1% mais fraca em grandes escalas poderia reduzir a Tensão Hubble, aproximando a taxa de expansão do Universo das medições de observações locais, disse Niayesh Afshordi, co-autor do estudo e professor de astrofísica na Universidade de Waterloo, num recente YouTube. entrevista.

Pensando fora da caixa

O facto de esta falha cósmica poder potencialmente ajudar os astrónomos a resolver a tensão do Hubble é um bom sinal de que ela pode realmente existir. Mas este estudo não oferece prova definitiva de um défice de gravidade de 1% em grandes escalas, disse Wen.

Por enquanto, ainda há uma chance de que essa falha seja resultado de um erro estatístico. “Com dados futuros nos próximos 10 anos, devemos esperar ver se esta é realmente uma detecção real, ou apenas uma flutuação devido ao seu poder estatístico”, disse Wen.

Valerio Faraoni, professor de física e reitor interino de ciências na Bishop's University, disse ao BI que é razoável pensar que a falha poderia existir porque a relatividade geral não foi testada em o universo distante.

Portanto, “é bem possível, pelo menos em princípio, que não compreendamos a gravidade numa escala maior”, disse Faraoni, que não participou no estudo.

Ele acha que, para resolver conflitos entre previsões e observações do nosso universo, precisamos pensar fora da caixa. E este estudo de falha cósmica faz exatamente isso.

“Provavelmente precisamos de algo ultrajante”, disse ele. “Parece exótico, parece estranho. Mas acho que temos que estar absolutamente abertos a todas essas ideias estranhas.”

A seguir, Wen e seus colegas examinarão de perto os novos dados do Instrumento espectroscópico de energia escura (DESI). O DESI mede os efeitos da energia escura na taxa de expansão do universo e criou o maior mapa 3D do cosmos até hoje.

Além disso, o DESI descobriu que, tal como a gravidade, energia escura não se comporta da maneira que os astrônomos esperam em grandes escalas cosmológicas. Wen quer descobrir se estas duas “falhas” estão de alguma forma ligadas, o que forneceria ainda mais evidências da necessidade de ajustar a relatividade geral.

Mas mesmo ele é cético em relação às limitações da relatividade geral. “Se você me pedisse para apostar em alguma coisa, eu ainda poderia apostar no GR. GR funciona tão bem, certo? Para os modelos alternativos, é difícil dizer neste momento”, disse ele.

Este artigo foi publicado originalmente por Insider de negócios.

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