Os cientistas redefiniram a gravidade para explicar o Big Bang e podem mudar a nossa imagem dos primeiros momentos do Universo. Uma nova estrutura chamada “gravidade quântica” poderia explicar aspectos do Big Bang que a teoria da gravidade de Albert Einstein de 1915, a teoria geral da relatividade, não conseguiu explicar – talvez até eliminando a noção desafiadora da unidade do universo antes do amanhecer.
Provar o conceito de gravidade quântica é sagrado para os físicos porque preenche a lacuna entre a interpretação das vastas escalas cósmicas do universo (o cosmos).Relatividade geral) e em menor extensão (Física quântica).
“A relatividade geral funciona extraordinariamente bem em muitos cenários, mas quando a voltamos ao big bang e a aplicamos ao interior dos buracos negros, ela prevê uma peculiaridade: a densidade, a curvatura e a temperatura tornam-se sistematicamente infinitas. Este é um sinal de que a teoria está a ser levada além do que geralmente se acredita” Af. “Em outras palavras, quando os efeitos quânticos também são importantes, a relatividade geral é incompleta para descrever os primeiros momentos do universo.”
Estendendo a imagem padrão da relatividade geral
Afshordi explicado em imagem estática Big BangOs cientistas normalmente começam com a teoria da gravidade de Einstein e depois acrescentam material adicional para explicar os primeiros momentos do universo, nomeadamente um hipotético “campo de inflação” para explicar a rápida expansão inicial do universo.”
A nossa abordagem questiona se parte do comportamento do Universo primitivo poderia provir diretamente da própria gravidade, uma vez que a gravidade é alargada para se comportar bem a energias muito elevadas, “portanto, em vez de tratar o Big Bang como o ponto onde as nossas equações falham, com suposições adicionais, já deveríamos estar a estudar uma teoria. Isto é o que os físicos chamam de conclusão ultravioleta: uma teoria que é completa e auto-consistente mesmo em energias arbitrariamente elevadas.”
A extensão da gravidade quântica uniforme do grupo restaura o modelo da inflação cósmica inicial, ao mesmo tempo que remove a noção problemática de uma singularidade inicial.
“Nosso modelo oferece um ajuste muito bom aos dados atuais, em alguns casos melhor do que muitos modelos de inflação padrão”, disse Afshorti. “A coisa mais surpreendente para mim é a forma como surge naturalmente uma fase semelhante à da inflação, uma vez que a teoria é tratada num quadro estável de alta energia ou ultravioleta absoluto. Muitas vezes pensamos na inflação como algo que tem de ser adicionado à gravidade, para que possa surgir da própria gravidade. Percorra um longo caminho para resolver o problema profundo da origem do nosso universo.”
O próximo passo da equipe é aprimorar as previsões observacionais do modelo e compará-las cuidadosamente com dados futuros, acrescentou o pesquisador.
“Existem duas direções principais. A primeira é teórica: queremos compreender a estrutura de forma mais completa e testar o quão robustos são os resultados além do sistema simplificado que estudamos”, continuou Afshorti. “A segunda observação: queremos fazer previsões claras sobre as ondas gravitacionais primordiais e outras relíquias do universo primitivo. Isto ajudará a determinar se esta ideia pode ser distinguida dos modelos convencionais de inflação.”
Evidências observacionais que ajudam a confirmar a teoria da equipe podem vir de alguns dos sinais visíveis mais antigos do universo, notavelmente pequenas ondulações no espaço e no tempo chamadas ondas gravitacionais primordiais e impressões sutis em fósseis cósmicos. Fundo Cósmico de Microondas (CMB), um remanescente da primeira luz do universo. “Estes estão entre os poucos estudos que podem nos dizer diretamente sobre a física em tempos muito antigos”, disse Afshorti. “Se observações futuras detectarem o padrão exacto das primeiras ondas gravitacionais ou outras assinaturas únicas na CMB, isso fornecerá uma forma de testar se esta imagem do Universo primitivo está correcta ou se é necessária uma explicação mais convencional.”
O estudo da equipe foi publicado na revista Cartas de revisão física.
