Cassiopeia Project
A bizarra matéria negra é invisível – apenas sabemos que existe porque “dobra” a luz
Os físicos propuseram um novo modelo de espaço-tempo, que pode dar a “primeira prova observacional que apoia a teoria das cordas”.
A natureza da energia escura – a força misteriosa que impulsiona a expansão acelerada do Universo – poderá, finalmente, ser revelada.
Um novo estudo, pré-publicado na semana passada, o arXiv sugere que, nas escalas mais pequenas, o espaço-tempo se comporta de uma forma profundamente quântica, diferindo drasticamente da estrutura suave e contínua que experimentamos no dia a dia.
De acordo com as novas descobertas, as coordenadas do espaço-tempo não “comutam”. O que significa que a ordem pela qual aparecem nas equações afeta o resultado. Isto é semelhante à forma como a posição e a velocidade de uma partícula se comportam na mecânica quântica.
Uma das consequências mais marcantes deste espaço-tempo quântico é o facto de conduzir naturalmente à aceleração cósmica – tal como previsto pela Teoria das Cordas.
Os investigadores descobriram também que a taxa a que esta aceleração diminui ao longo do tempo se alinha notavelmente bem com as últimas observações do Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI).
“Visto através das lentes do nosso trabalho, poder-se-ia pensar no resultado do DESI como a primeira evidência observacional que apoia a teoria das cordas e talvez as primeiras consequências observáveis da teoria das cordas e da gravidade quântica”, disse, à Live Science, o coautor do estudo Michael Kavic, professor da SUNY Old Westbury (EUA).
Mistério da expansão do Universo
Como recorda a mesma revista, no final do século passado, os físicos descobriram que a expansão do Universo não estava a abrandar, como se pensava anteriormente, mas sim a acelerar.
Esta aceleração implicava a presença de uma entidade misteriosa a permear o espaço, mais tarde designada por energia escura.
No entanto, a origem da energia escura continua a ser uma incógnita.
Eis que surge a Teoria das Cordas
Para resolver este mistério, os investigadores recorreram à Teoria das Cordas, que propõe que as partículas elementares são, na realidade, pequenos objetos unidimensionais e vibratórios chamados cordas.
Estas cordas, dependendo dos seus modos de vibração, dão origem a diferentes partículas – incluindo o gravitão, o hipotético portador quântico da gravidade.
No novo artigo, que ainda não foi revisto por pares, os físicos aplicaram a teoria das cordas para analisar o espaço-tempo ao nível quântico.
Como foi referido anteriormente, os investigadores descobriram que o próprio espaço-tempo é inerentemente quântico e não comutativo, o que significa que a ordem pela qual as coordenadas aparecem nas equações é importante.
Este afastamento radical da física clássica permitiu-lhes derivar as propriedades da energia escura não apenas de dados experimentais, mas diretamente de uma teoria física fundamental.
O novo modelo não só produziu uma densidade de energia escura que se aproxima dos dados observacionais, mas também previu corretamente que esta energia deveria diminuir ao longo do tempo, alinhando-se com as descobertas do DESI.
Será a primeira prova observacional que sustenta a Teoria das Cordas.
“O novo modelo sugere uma ligação mais profunda entre a gravidade quântica e as propriedades dinâmicas da natureza que se supunha serem constantes. Pode acontecer que um equívoco fundamental que trazemos connosco seja o de que as propriedades básicas que definem o nosso universo são estáticas, quando de facto não o são”, disse Kavic, à Live Science.
Se confirmada, esta descoberta representará um grande avanço, não só na explicação da energia escura, mas também no fornecimento da primeira prova tangível da teoria das cordas – um objetivo há muito procurado na física fundamental.
