Uma equipe de cientistas da Universidade de Oxford, no Reino Unido, pode ter resolvido um dos maiores mistérios da Física moderna ao unificar a matéria escura com a energia escura em um só fenômeno – um fluído de “massa negativa” –, que pode explicar por que o Universo está desaparecendo.
No modelo atual e mais aceito da Cosmologia (LambdaCDM), a matéria escura e a energia escura constituem, no total, mais de 95% do Universo. No entanto, e apesar da sua forte presença no Universo, nada se sabe sobre suas propriedades físicas. A matéria escura só interage gravitacionalmente, ou seja, tudo o que sabemos sobre o fenômeno é fruto dos efeitos gravitacionais com a matéria observável, como as estrelas ou galáxias.
A nova teoria, que reconhece que nenhum dos conceitos de massa negativa ou de criação de massa são novos, oferece uma nova explicação baseada na combinação, sugerindo que se empurramos uma massa negativa, ela acelera na nossa direção (ou seja, no sentido inverso) – hipótese que pode ainda validar um teoria traçada por Einstein há um século.
De acordo com o artigo, recentemente publicado na revista Astronomy Astrophysics, esses conceitos não conseguem, individualmente, explicar as observações astrofísicas modernas, contudo, sua combinação pode ser uma solução.
“Agora acreditamos que tanto a matéria escura como a energia escura podem ser unificadas em um fluído que tem uma espécie de ‘gravidade negativa’, repelindo assim todo o material à sua volta. Embora seja uma questão peculiar, sugere que nosso Cosmos é simétrico, tanto em qualidades positivas como negativas”, explicou Jamie Farnes, do Centro de Pesquisa Eletrônica do Departamento de Ciências da Engenharia de Oxford, citado pela agência Europa Press.
Anteriormente, a existência de matéria negativa havia sido descartada, uma vez que se acreditava que o material se tornava menos denso à medida que o Universo expandia, o que vai em sentido oposto às observações que demonstram: energia escura não é diluída com o passar do tempo.
Porém, o novo estudo de Farnes adiciona uma nova variável, aplicando o “tensor de criação”, como é descrito no artigo, que permite a criação contínua de massas negativas. Com isso, o cientista argumenta que quanto mais e mais massas negativas se formam continuamente, essa massa negativa não se dissolve durante a expansão do Cosmos. De fato, o fluído parece se assemelhar à energia escura.
A nova teoria fornece ainda as primeiras previsões corretas sobre o comportamento dos halos de matéria escura. A maioria das galáxias gira tão rapidamente que deviam se dilacerar com esse movimento, sugerindo que existe um halo invisível de matéria escura que as mantém juntas, de acordo com Farnes.
A pesquisa recorreu a simulações computorizadas das propriedades de massa negativa, prevendo a formação de halos de matéria escura, assim como já tinha sido medido pelas observações que recorrem a radiotelescópios modernos.
“Grande erro” de Einstein pode ter previsto a matéria negativa
Há 100 anos, Albert Einstein deu o primeiro sinal de que poderia existir um Universo “sombrio”, quando descobriu um parâmetro nas suas equações – a “constante cosmológica” – que agora sabemos ser sinônimo de energia escura.
Observações astrofísicas modernas mostram que a constante de Einstein, que o próprio considerou ser seu “grande erro”, é, na verdade, um fenômeno real. Em anotações datadas de 1918, o físico postulou ser necessária uma modificação na teoria “para que o espaço vazio assuma o papel da gravidade das massas negativas que estão distribuídas por todo o espaço interestelar”.
Apesar de não se mostrar muito satisfeito com a constante, é muito provável que Einstein já tivesse previsto um Universo repleto de massas negativas.
“As abordagens anteriores para combinar a energia escura e a matéria escura têm tentado modificar a teoria da Relatividade Geral de Einstein, o que é incrivelmente desafiador. A nova abordagem pega em duas ideias antigas que são conhecidas por serem compatíveis com a teoria de Einstein – massas negativas e criação de matéria – e as combina”, explicou o cientista.
“O resultado pode ser muito bonito: a energia escura e a matéria escura podem se unificar em uma só substância, e ambos os efeitos podem ser explicados simplesmente como uma massa de matéria positiva navegando em um mar de massas negativas“, sustentou.
A prova da teoria de Farnes surgirá a partir de testes que serão realizados futuramente com o radiotelescópio Square Kilometer Array (SKA), projeto internacional que visa construir o maior telescópio do mundo, no qual a Universidade de Oxford participa.
Apesar de reconhecer que ainda há problemas teóricos e simulações computacionais que precisam de trabalho, e tendo também em conta que o modelo do LambdaCDM tem uma vantagem de quase 30 anos, Farnes está “ansioso” para ver se essa versão estendida do LambdaCDM pode coincidir com outros testes observacionais do Universo.
“Se for real, sugiro que os 95% perdidos do Cosmos tivessem uma solução estética: nos esquecemos de incluir um simples sinal negativo“, conclui o cientista.
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