Trocar Big Bang por múltiplas singularidades elimina matéria e energia escuras

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Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/05/2025

M?ltiplas singularidades

O professor Richard Lieu, da Universidade do Alabama de Huntsville, nos EUA, j? inscreveu definitivamente seu nome nos anais da f?sica ao propor, no ano passado, a primeira teoria na qual a for?a da gravidade pode existir sem massa.

? um afastamento radical de toda a teoria da relatividade de Albert Einstein, mas Lieu quer mais: Agora ele est? propondo eliminar o Big Bang da descri??o fundamental do nascimento do Universo, substituindo-o por uma sequ?ncia de "pequenas" explos?es em sequ?ncia, ou "mini bangs".

E uma sequ?ncia de explos?es tem efeitos dram?ticos sobre o modelo padr?o da cosmologia, por exemplo eliminando a necessidade tanto da mat?ria escura quanto da energia escura como explica??es para a estrutura??o das gal?xias e a acelera??o do Universo, respectivamente.

? bom lembrar que tanto a mat?ria escura quanto a energia escura est?o sendo constantemente questionadas pelas observa??es: Todos os experimentos para procurar pela mat?ria escura falharam, e, h? poucas semanas, o maior rastreio j? feito mostrou que, no m?nimo, a energia escura n?o ? o que os cientistas pensavam.

O ponto de partida ? o modelo da gravidade sem massa, apresentado no ano passado.

"Este novo artigo prop?e uma vers?o aprimorada do modelo anterior, que tamb?m ? radicalmente diferente," explicou Lieu. "O novo modelo pode explicar tanto a forma??o e a estabilidade da estrutura quanto as principais propriedades observacionais da expans?o do Universo em geral, ao incorporar singularidades de densidade no tempo que afetam uniformemente todo o espa?o, para substituir a mat?ria escura e a energia escura convencionais."

Singularidades temporais transit?rias

Ao contr?rio de algumas hip?teses especulativas, o novo modelo n?o depende de fen?menos ex?ticos, como massa negativa ou densidade negativa.

Em vez disso, a teoria se baseia na no??o de que o Universo est? se expandindo devido a uma s?rie de explos?es em etapas, chamadas "singularidades temporais transit?rias", que teriam inundado todo o cosmos com mat?ria e energia. Infelizmente, essas singularidades ocorrem t?o rapidamente que n?o podem ser observadas, j? que essas singularidades em sequ?ncia aparecem e desaparecem.

"[O astr?nomo brit?nico] Fred Hoyle [1915-2001] se op?s ? cosmologia do Big Bang e postulou um modelo de 'estado estacion?rio' do Universo, no qual mat?ria e energia eram constantemente criadas ? medida que o Universo se expandia," contextualizou Lieu. "Mas essa hip?tese viola a lei da conserva??o de massa-energia.

"Nesta nova teoria, a conjectura ? que mat?ria e energia aparecem e desaparecem em explos?es repentinas e, curiosamente, n?o h? viola??o das leis de conserva??o. Essas singularidades s?o inobserv?veis porque ocorrem raramente no tempo e s?o indeterminadamente r?pidas, e essa pode ser a raz?o pela qual a mat?ria escura e a energia escura n?o foram encontradas. A origem dessas singularidades temporais ? desconhecida - pode-se dizer com seguran?a que o mesmo se aplica ao momento do pr?prio Big Bang," prop?e o pesquisador.

Essas singularidades no espa?o - em vez da mat?ria escura - tamb?m geram algo chamado "press?o negativa", um tipo de densidade de energia que equivale a uma antigravidade - assim como a energia escura, que tem um efeito gravitacional repulsivo - fazendo com que o Universo se expanda a uma taxa acelerada.

"Um exemplo ? a press?o negativa exercida por um campo magn?tico ao longo de uma linha de campo," detalhou Lieu. "Einstein tamb?m postulou press?o negativa em seu artigo de 1917 sobre a constante cosmol?gica. Quando a densidade de massa-energia positiva ? combinada com press?o negativa, existem algumas restri??es que garantem que a densidade de massa-energia permane?a positiva em rela??o a qualquer observador em movimento uniforme, de modo que a suposi??o de densidade negativa ? evitada no novo modelo."

Como testar a nova teoria

O t?tulo do novo artigo de Lieu - "A mat?ria escura e a energia escura s?o onipresentes?" - toca diretamente nas conclus?es finais do pesquisador.

"Elas n?o s?o onipresentes, ou seja, n?o est?o presentes o tempo todo," explicou ele. "Elas s? aparecem em breves momentos, durante os quais a mat?ria e a energia preenchem todo o Universo uniformemente, com exce??o de varia??es aleat?rias de densidade espacial que crescem para formar estruturas interligadas, como as gal?xias. Nos intervalos, elas n?o s?o encontradas em lugar nenhum. A ?nica diferen?a entre este trabalho e o modelo padr?o ? que a singularidade temporal ocorreu apenas uma vez neste ?ltimo, mas mais de uma vez no primeiro."

Embora as singularidades transit?rias n?o possam ser observadas, Lieu afirma que ? poss?vel validar seu modelo do cosmos por meio de observa??es usando instrumentos terrestres, em vez de algo como o telesc?pio espacial James Webb.

"A melhor maneira de procurar o efeito proposto ?, na verdade, usar um grande telesc?pio terrestre - como o Observat?rio Keck [Waimea, Hava?], ou o Grupo de Telesc?pios Isaac Newton em La Palma, Espanha - para realizar observa??es de campo profundo, cujos dados seriam 'fatiados' de acordo com o desvio para o vermelho," sugere Lieu. "Dada a resolu??o suficiente do desvio para o vermelho (ou, equivalentemente, do tempo) gerada pelo fatiamento do desvio para o vermelho, pode-se descobrir que o diagrama de Hubble apresenta saltos na rela??o da dist?ncia do desvio para o vermelho, o que seria muito revelador."

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