Cientistas propõem que um fluido capaz de gerar gravidade negativa poderia explicar o sumiço de 95% da massa do Universo
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Cientistas da Universidade de Oxford podem ter resolvido uma das maiores questões da física moderna em um novo artigo que unifica a matéria escura e a energia escura em um único fenômeno: um fluido que possui "massa negativa". Se você empurrar uma massa negativa, ela acelera em sua direção. Esta nova teoria surpreendente também pode comprovar uma previsão que Einstein fez 100 anos atrás.
Nosso modelo atual e amplamente reconhecido do Universo, chamado LambdaCDM, não nos diz nada sobre o que a matéria escura e a energia escura são em termos físicos. Nós só sabemos da existência delas por causa dos efeitos gravitacionais que elas têm na matéria observável.
Este novo modelo, publicado quarta-feira (5) na revista Astronomy and Astrophysics, por Jamie Farnes, do Departamento de Ciências da Engenharia do Centro de Pesquisa de Oxford, oferece uma nova explicação. Farnes diz: "Agora acreditamos que tanto a matéria escura como a energia escura podem ser unificadas em um fluido que possui um tipo de `gravidade negativa`, repelindo todos os outros materiais à sua volta. Embora este assunto seja peculiar para nós, ele sugere que o cosmos é simétrico em qualidades positivas e negativas ".
A existência de matéria negativa havia sido descartada anteriormente, já que se pensava que esse material se tornaria menos denso à medida que o Universo se expande, o que contraria nossas observações que mostram que a energia escura não diminui com o tempo. No entanto, a pesquisa de Farnes aplica um "tensor de criação", que permite que massas negativas sejam continuamente criadas. Isso demonstra que, quando mais e mais massas negativas estão continuamente surgindo, esse fluido de massa negativa não se dilui durante a expansão do Cosmo. De fato, o fluido parece ser idêntico à energia escura.
A teoria de Farnes também fornece as primeiras previsões corretas do comportamento dos halos de matéria escura. A maioria das galáxias está girando tão rapidamente que deveriam se dilacerar, o que sugere que um "halo" invisível de matéria escura deve mantê-las juntas. A nova pesquisa apresenta uma simulação computacional das propriedades da massa negativa, que prevê a formação de halos de matéria escura exatamente como os inferidos por observações usando radiotelescópios modernos.
Albert Einstein forneceu o primeiro indício do Universo "escuro" exatamente há 100 anos, quando descobriu um parâmetro em suas equações conhecido como constante cosmológica, que agora sabemos ser sinônimo de energia escura. Einstein notoriamente chamou a constante cosmológica de seu "maior erro", embora as observações astrofísicas modernas provem que é um fenômeno real. Em notas que datam de 1918, Einstein descreveu sua constante cosmológica, escrevendo que "uma modificação da teoria é necessária já que o `espaço vazio` assume o papel de massas de gravidade negativa que estão distribuídas por todo o espaço interestelar". Portanto, é possível que o próprio Einstein previsse um Universo cheio de massa negativa.
Farnes diz: "As abordagens anteriores para combinar a energia escura e a matéria escura tentaram modificar a teoria da relatividade geral de Einstein, o que se mostrou ser incrivelmente desafiador. Essa nova abordagem utiliza duas idéias antigas que são reconhecidas como compatíveis com a teoria de Einstein. - massas negativas e criação de matéria - e as combina.
"O resultado parece bastante bonito: a energia escura e a matéria escura podem ser unificadas em uma única substância, sendo ambos os efeitos simplesmente explicáveis como matéria de massa positiva surfando em um mar de massas negativas".
A prova que a teoria de Farnes precisa virá de testes realizados com um radiotelescópio de ponta conhecido como Square Kilometer Array (SKA), um esforço internacional para construir o maior telescópio do mundo no qual a Universidade de Oxford está colaborando.
Farnes acrescenta: “Há ainda muitas questões teóricas e simulações computacionais para serem trabalhadas, e o LambdaCDM tem uma vantagem de quase 30 anos, mas estou ansioso para ver se esta nova versão estendida do LambdaCDM pode combinar com precisão outras evidências observacionais de nossa cosmologia. Se real, a teoria sugere que os 95% que não conhecíamos do Cosmo tem uma solução estética: esquecemos de incluir um simples sinal de menos."
Universidade de Oxford
Scientific American Brasil
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