Físicos da Universidade Loránd, na Hungria e do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí agora estão questionando se aproximações nas equações de Einstein introduziram “efeitos colaterais graves” que deram a ilusão de uma vasta força, desconhecida empurrando espaço distante.
Se existir, a energia escura que compõem cerca de 68 por cento da energia no universo observável, mas com uma força de apenas 10 -27 kg por metro quadrado, seria incrivelmente difícil de detectar em laboratório.
Além da questão da aceleração, a energia escura também ajuda a explicar coisas como a forma geral do Universo e os padrões de matéria que vemos ondulando pelo espaço.
A questão é que isso agora é pouco mais do que uma caixa vazia, sem quaisquer outras propriedades para descrever a natureza de sua existência.
Como tal, é assumido atualmente como sendo uma parte fundamental do espaço vazio conhecida como a constante cosmológica, representada pela letra grega lambda (Λ).
Voltando no início dos anos 20 º século, Einstein propôs a constante cosmológica como uma espécie de fator fudge para explicar por que toda a massa espalhada pelo Universo não estava puxando-o para trás sob a atração de sua própria gravidade.
Quando Edwin Hubble deixou claro o Universo não estava apenas resistindo ao colapso, mas na verdade se expandindo, a constante cosmológica foi jogada no lixo.
É agora sabido de que o Universo surgiu e cresceu a um ritmo mais lento em sua juventude do que hoje, tornando a constante cosmológica útil novamente como uma maneira de explicar esse aumento na velocidade.
Coloque junto com fator de outra ‘caixa preta’ hipotética – a matéria escura – que seria constituída de mais de 27 por cento do universo conhecido – nós temos o modelo Lambda da Matéria Escura Fria (ΛCDM) para explicar como o Universo evoluiu.
Enquanto a Teoria da Relatividade Geral de Einstein foi responsável por abrir grande parte do terreno para este modelo, a matemática nem sempre é tão fácil de aplicar, o que levou os físicos a triturarem partes dela, usando suposições educadas.
Mas neste último estudo, os pesquisadores argumentam que estas aproximações têm ignorado influências potencialmente significativas de estruturas de grande escala dentro do Universo.
“Equações da relatividade geral que descrevem a expansão do Universo são tão complexas matematicamente que, em cem anos,a ainda não foram encontradas soluções representando o efeito de estruturas cósmicas”, disse László Dobos da Eötvös Loránd University.
Se fosse possível sair do Universo por um momento e olhar para baixo, você veria conjuntos de galáxias chamados super aglomerados, alinhando-se através do que parece ser espaços relativamente vazios.
Estrutura formada por aglomerados de galáxias ligados por filamentos e separados pelo espaço aparentemente vazio.
O modelo ΛCDM assume uma expansão uniforme que se torna progressivamente mais rápida graças ao crescente impulso da energia escura superando a atração da matéria escura e normal distribuída uniformemente por todo o espaço.
Ainda de acordo com os físicos envolvidos nesta nova pesquisa, as estruturas de grande escala – ‘bolhas’ de espaço aparentemente vazio e as galáxias que os cercam – criaria zonas onde a expansão ocorre em taxas diferentes, quase como mini-universos.
Ao modelar matematicamente o efeito da gravidade sobre milhões de partículas que representam a matéria escura, a equipe conseguiu recriar o agrupamento de matéria no início do Universo, de tal forma que parecia com as estruturas de galáxias em larga escala.
Enquanto o Universo em seu modelo ainda se expande, as diferenças individuais com o qual essas bolhas expandem nivela a aceleração geral.
“Nossos resultados dependem de uma conjectura matemática que permite a expansão diferencial do espaço, de acordo com a relatividade geral, e eles mostram como a formação de estruturas complexas de matéria afetam a expansão”, disse Dobos .
“Essas questões foram previamente varrida para debaixo do tapete, mas considerá-las pode explicar a aceleração, sem a necessidade de energia escura.”
O modelo faz suas próprias premissas necessárias, mas se ele resiste ao escrutínio, isso poderia explicar por que a expansão do Universo parece estar se acelerando, tudo sem a necessidade de pressão negativa.
Embora a ideia em si seja nova, a busca de maneiras de contornar a necessidade de um misterioso tipo de energia tem produzido uma série de soluções criativas nos últimos anos.
No início deste ano, um estudo publicado na Science sugeriu energia escura poderia ser explicada como uma espécie de déficit, como se o universo tivesse um ‘vazamento de energia’ em algum momento de sua evolução.
Uma vez que isso quebra uma das grandes regras da física (energia não pode ser perdida ou criada), isso também iria responder a pergunta incômoda sobre do que 68 por cento do universo é feito.
Não há dúvida que a energia escura é um osso duro de roer, por isso pode levar a pensar fora da caixa – se não fora todo o Universo – para encontrar uma solução.
Esta pesquisa foi publicada na Monthly Notices da Royal Astronomical Society .
[Science Alert]