'Violações' de uma Lei Básica da Física criaram misteriosa energia escura, propõem cientistas
Os físicos propõem que as violações de uma lei fundamental da física nos primeiros estágios do universo são responsáveis pela misteriosa energia escura.
Os físicos propuseram que uma das leis fundamentais da física, a lei da conversação da energia, teve uma “violação” nos primeiros estágios do universo. Isso poderia explicar a questão da 'constante cosmológica' que tem incomodado a física desde Einstein e tem sido associada na física recente ao surgimento do teorizado energia escura.
A “constante cosmológica” é um tema polêmico na física, acreditado por alguns, rejeitado por outros. Tem sido apelidado 'a pior previsão teórica da história da física. '
Einstein acrescentou a constante cosmológica, um termo matemático, à sua teoria da relatividade geral em 1917 para resolver um problema desconcertante de 'energia do vácuo'. A constante deve representar uma força antigravitacional. Na época, acreditava-se que o Universo era estático e as equações simplesmente não faziam sentido para Einstein, pois previam que o Universo estava se expandindo.
“O termo é necessário apenas com o propósito de possibilitar uma distribuição quase estática da matéria, conforme exigido pelo fato das pequenas velocidades das estrelas”, escreveu Einstein na época, um tanto relutante.
O físico Albert Einstein (centro) com um grupo que recebeu a bolsa da National Science Foundation, (LR) Arthur Taub, Kurt Eisemann, Simon Auster, William Frank e Seymour Aronson, no Institute for Advanced Study, Princeton, New Jersey, 14 de agosto de 1952 . (Foto de Keystone / Hulton Archive / Getty Images)
Claro, quando as observações de Edward Hubble em 1929 provaram que o universo está realmente se expandindo, Einstein desistiu da constante e a maioria dos pesquisadores de cosmologia definiu a constante como zero. Na verdade, Einstein ficou bastante decepcionado consigo mesmo por utilizar a constante em primeiro lugar, chamando-a de “o maior erro da minha carreira”.
Mas no início de 1990, outras observações viram que o universo não está apenas se expandindo, mas em um acelerando avaliar. Foi então que a constante voltou a ser considerada, desta vez para refletir a influência da teorizada 'energia escura', que está prevista para compensar 68% do universo conhecido, afetando sua aceleração.
Um grande problema com a nova visão da constante é que há uma grande discrepância, até 120 ordens de magnitude , entre o seu valor previsto e o pequeno valor observado.
O que os físicos Thibaut Josset e Alexander perez na Universidade de Aix-Marseille, França, e Daniel Sudarsky na Universidade Nacional Autônoma do México, ofertas é que existe uma “relação inesperada” entre “a expansão da aceleração do universo e a física microscópica”.
O que eles estão dizendo em seu novo artigo é que houve pequenas violações na lei de conservação de energia durante os primeiros estágios do universo. Eles eram pequenos o suficiente para não serem replicáveis por experimentos modernos, mas sua existência afetou a constante cosmológica como a conhecemos hoje.
Como uma lei básica da física pode ser quebrada? A possibilidade é que, na grande escala cosmológica, não funcione exatamente da mesma maneira. Em particular, as violações das conservações de energia foram investigadas em relação a fenômenos como a criação e evaporação de buracos negros, o colapso da função de onda na mecânica quântica e o período de recombinação do universo inicial quando os fótons se desacoplam dos elétrons.
'A energia dos componentes da matéria pode ser cedida ao campo gravitacional, e essa' perda de energia 'se comportará como uma constante cosmológica - não será diluída pela expansão posterior do universo,' disse Josset . 'Portanto, uma pequena perda ou criação de energia no passado remoto pode ter consequências significativas hoje em grande escala.'
Uma forma que os físicos sugerem para considerar sua ideia é que a constante cosmológica (e sua encarnação como 'energia escura') poderia ser, em essência, uma espécie de registro histórico de instâncias de não conservação de energia. Na verdade, não seria tão constante, variando com base nos fluxos de energia no universo.
'No modelo, a energia escura é algo que rastreia quanta energia e quantidade de movimento foi perdida ao longo da história do universo,' disse Alejandro Perez .
Embora não exista um método atual para testar se eles estão certos, os físicos planejam continuar as pesquisas sobre o assunto, com possíveis testes futuros, como observar a expansão de supernovas.
'Nossa proposta é muito geral e qualquer violação deconservação de energiaespera-se que contribua para uma constante cosmológica efetiva, ' explicou Josset . 'Isso poderia permitir definir novas restrições em modelos fenomenológicos além do padrãomecânica quântica. Por outro lado, a evidência direta de que a energia escura é proveniente da não conservação de energia parece amplamente fora de alcance, pois temos acesso ao valor de lambda [oconstante cosmológica] hoje e as restrições à sua evolução apenas nos últimos tempos. '
Se os cientistas estiverem corretos em suas hipóteses, suas idéias podem levar a um repensar total da lei da conservação de energia.
'Assim como o calor é energia armazenada no movimento caótico das moléculas, a constante cosmológica seria' energia 'armazenada na dinâmica dos átomos do espaço-tempo,' apontou Perez . 'Esta energia só pareceria perdida se o espaço-tempo fosse considerado suave.'
Alguns cientistas deram um apoio cauteloso, mas otimista, a esse trabalho. Conforme relatado por Edwin Cartlidge de 'Physics World ', Lee Smolin deo Instituto Canadense de Perímetro de Física Teórica no Canadá, apoiou a ideia desafiadora, chamando-a'especulativo, mas da melhor maneira'. Ele também acrescentou que a ideia é 'provavelmente errada', mas seria 'revolucionária' se provada correta.
Você pode ler o jornal “ Energia escura de violação da conservação de energia ' aqui , dentro Cartas de revisão física .
Foto de capa:
A impressão deste artista sem data mostra como o universo primitivo (menos de 1 bilhão de anos) poderia ter se mostrado quando passou por um início voraz de formação estelar, convertendo hidrogênio primordial em uma miríade de estrelas a uma taxa sem precedentes. O céu teria parecido muito diferente do mar de galáxias quiescentes ao nosso redor hoje. Uma galáxia estelar em primeiro plano no canto inferior direito é esculpida com bolhas quentes de explosões de supernova e ventos estelares torrenciais. Ao contrário de hoje lá, há muito pouca poeira nessas galáxias, porque os elementos mais pesados ainda não foram cozidos por meio da nucleossíntese nas estrelas. (Foto da NASA / Getty Images)
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