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Pesquisadores apresentam modelo quântico que elimina a singularidade do Big Bang, propõe universo eterno e dispensa energia escura para explicar sua expansão.
O universo pode não ter tido começo. Essa é a conclusão apresentada por dois físicos ao aplicar correções quânticas à teoria da relatividade geral de Albert Einstein. O trabalho, publicado na Physics Letters B, sugere que o universo sempre existiu e não surgiu de uma singularidade conhecida como Big Bang.
Segundo os cálculos tradicionais da relatividade, a idade do universo é de 13,8 bilhões de anos. A teoria aceita até agora considera que tudo o que existe estava comprimido em um ponto infinitamente denso e, após uma grande explosão, começou a se expandir.
Esse momento inicial é chamado de singularidade do Big Bang.
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O problema, destacam os cientistas, é que a matemática da relatividade só explica o que aconteceu depois da explosão.
Não há respostas para o que ocorreu antes ou no instante da singularidade.
O desafio da singularidade
Ahmed Farag Ali, da Universidade de Benha e da Cidade de Ciência e Tecnologia de Zewail, no Egito, explica que a singularidade representa uma falha. “As leis da física parecem falhar ali”, afirmou em entrevista ao site Phys.org.
Ali e Saurya Das, da Universidade de Lethbridge, no Canadá, defendem que seu modelo resolve o impasse. Eles apresentam um universo sem começo nem fim.
Isso significa que não haveria um ponto inicial absoluto, nem um colapso final inevitável.
O modelo combina elementos da mecânica quântica com a relatividade geral. Os autores afirmam que, embora ainda não seja uma teoria completa da gravidade quântica, os resultados são consistentes com observações atuais.
Inspiração em velhas ideias
A proposta não surgiu do nada. Ali e Das se basearam em conceitos de David Bohm, físico teórico que, nos anos 1950, defendeu o uso de trajetórias quânticas no lugar das geodésicas clássicas.
As geodésicas são as linhas que indicam o caminho mais curto em uma superfície curva. No entanto, no universo descrito pela relatividade, essas linhas acabam se cruzando, e os pontos de encontro marcam o surgimento de singularidades.
Bohm sugeriu que as trajetórias quânticas poderiam evitar esse resultado. Ali e Das aplicaram essa ideia à equação criada pelo indiano Amal Kumar Raychaudhuri, que descreve a evolução do espaço-tempo. Das, inclusive, foi aluno de Raychaudhuri na década de 1990.
Com base nisso, os dois derivaram versões corrigidas das equações de Friedmann, que descrevem a expansão do universo.
Um cosmos sem colapso final
O modelo elimina não apenas o Big Bang, mas também o chamado big crunch. Esse cenário, previsto por algumas versões da relatividade geral, considera que o universo poderia parar de se expandir e começar a encolher até colapsar em outro ponto infinitamente denso.
Para Ali e Das, as trajetórias quânticas não convergem, o que impede a formação dessas singularidades. Em vez de um ciclo de início e fim, o universo teria uma idade infinita e permaneceria em expansão.
Além disso, os autores explicam que as correções quânticas funcionam como uma constante cosmológica e um termo de radiação. Isso dispensa a necessidade de energia escura para explicar a expansão, uma das maiores incógnitas da cosmologia atual.
O papel dos grávitons
Outro ponto importante do estudo é a introdução da ideia de um fluido quântico preenchendo o universo. Esse fluido poderia ser formado por grávitons, partículas hipotéticas que mediariam a força da gravidade.
Se existirem, os grávitons seriam fundamentais para a construção de uma teoria completa da gravidade quântica. Em um artigo complementar, Das e o físico Rajat Bhaduri, da Universidade McMaster, no Canadá, mostram que os grávitons poderiam formar um condensado de Bose-Einstein. Essa formação seria possível nas condições de temperatura que sempre existiram no universo.
Esse detalhe dá ainda mais força ao modelo, já que conecta fenômenos quânticos conhecidos a uma escala cósmica.
Próximos passos da pesquisa
O trabalho de Ali e Das não encerra o debate. Eles afirmam que ainda precisam refinar o modelo. O próximo desafio é considerar pequenas perturbações no universo, como irregularidades e diferenças de direção.
Apesar disso, os cientistas acreditam que as conclusões não devem mudar de forma significativa. A principal previsão segue firme: o universo não teria começado em um ponto único, mas existiria desde sempre.
Das resumiu a importância do estudo de forma direta. “É gratificante notar que correções tão simples podem potencialmente resolver tantos problemas de uma só vez”, disse.
Se confirmado, o modelo pode representar uma das mudanças mais profundas na compreensão da origem do cosmos, afastando a ideia de um início absoluto e abrindo espaço para uma visão de eternidade no espaço e no tempo.
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