“Falha cósmica” na gravidade desafia teoria de Einstein

Um grupo de pesquisadores da Universidade de Waterloo e da Universidade da Colúmbia Britânica descobriram uma possível “falha cósmica” na gravidade do universo, explicando seu comportamento estranho em uma escala cósmica.

Nos últimos 100 anos, os físicos têm se baseado na teoria da “relatividade geral” de Albert Einstein para explicar como a gravidade funciona em todo o universo. A relatividade geral, comprovada por inúmeros testes e observações, sugere que a gravidade afeta não apenas três dimensões físicas, mas também uma quarta dimensão: o tempo.

“Esse modelo de gravidade tem sido essencial desde a teorização do Big Bang até a fotografia de buracos negros”, disse Robin Wen, autor principal do projeto e recém-formado em Física Matemática em Waterloo.

“No entanto, quando tentamos entender a gravidade em uma escala cósmica, como em aglomerados de galáxias e além, encontramos aparentes inconsistências com as previsões da relatividade geral. É como se a própria gravidade deixasse de corresponder perfeitamente à teoria de Einstein. Além disso, chamamos essa inconsistência de ‘falha cósmica’: a gravidade se torna cerca de um por cento mais fraca ao lidar com distâncias da ordem de bilhões de anos-luz.”

Entretanto, há mais de vinte anos, físicos e astrônomos têm tentado criar um modelo matemático que explique as aparentes inconsistências da teoria da relatividade geral. Ademais, muitos desses esforços ocorreram em Waterloo, que possui uma longa história de pesquisas gravitacionais de ponta resultantes de colaborações interdisciplinares contínuas entre matemáticos aplicados e astrofísicos.

“Há quase um século, os astrônomos descobriram que nosso universo está se expandindo”, disse Niayesh Afshordi, professor de astrofísica na Universidade de Waterloo e pesquisador do Instituto Perimeter.

Teoria de Einstein versus “falha cósmica”

“Quanto mais distantes as galáxias estão, mais rápido se movem, a ponto de parecerem se mover quase na velocidade da luz, o máximo permitido pela teoria de Einstein. Nossa descoberta sugere que, nessas escalas, a teoria de Einstein também pode ser insuficiente.”

Contudo, o novo modelo de “falha cósmica” desenvolvido pela equipe de pesquisa modifica e amplia as fórmulas matemáticas de Einstein de uma maneira que resolve a inconsistência de algumas das medições cosmológicas sem afetar os usos bem-sucedidos da relatividade geral existentes.

“Pense nisso como uma espécie de nota de rodapé na teoria de Einstein”, disse Wen. “Uma vez que você alcance uma escala cósmica, termos e condições se aplicam.”

“Esse novo modelo pode ser apenas a primeira pista em um quebra-cabeça cósmico que estamos começando a resolver no espaço e no tempo”, disse Afshordi.

O estudo, “Uma falha cósmica na gravidade”, foi publicado no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Fonte: uwaterloo.ca