Por que o universo está se expandindo cada vez mais rápido continua sendo uma das maiores questões em aberto na física. As teorias actuais não conseguem explicar totalmente este crescimento acelerado. A imagem padrão atual do universo é construída sobre a teoria geral da relatividade de Einstein e o modelo padrão da física de partículas. Dentro deste quadro, os cientistas geralmente levantam a hipótese da presença de uma força misteriosa conhecida como “energia escura” para explicar a rápida expansão do espaço. Apesar do seu uso generalizado na cosmologia, a verdadeira natureza e origem da energia escura ainda é desconhecida.
Agora, investigadores do Centro de Tecnologia Espacial Aplicada e Microgravidade (ZARM) da Universidade de Bremen, trabalhando com colegas da Universidade da Transilvânia de Brasov, na Roménia, oferecem uma perspectiva diferente sobre o problema. O seu trabalho mostra que a expansão do Universo pode ser explicada – pelo menos em parte – sem o uso da energia escura.
Por que a energia escura foi adicionada em primeiro lugar
Os cosmólogos usam a teoria da relatividade geral de Einstein juntamente com as equações de Friedman para descrever como o universo muda ao longo do tempo. No entanto, quando estas equações são aplicadas a observações astronómicas reais, elas falham. Para corresponder ao que os telescópios veem, os cientistas devem adicionar manualmente um “termo de energia escura” extra à equação. Esta adição não é um derivado natural da própria teoria, o que há muito a tornou uma solução insatisfatória.
Uma nova abordagem usando gravidade aprimorada
Devido a esta limitação, a equipa do ZARM e os seus colegas romenos exploraram uma ideia alternativa. Seus resultados, publicados em Jornal de Cosmologia e Astrofísica de Partículasdependem de uma extensão da relatividade geral (GRT) conhecida como gravidade de Finsler. Esta abordagem foi desenvolvida nos últimos anos e utiliza uma descrição mais ampla da geometria do espaço-tempo.
Ao contrário da formulação OTA padrão, a gravidade de Finsler pode descrever com mais precisão o comportamento gravitacional dos gases. Esta distinção acaba por ser crucial ao modelar o comportamento em larga escala do universo.
Expansão acelerada sem energia escura
Quando os pesquisadores aplicaram a gravidade de Finsler às equações de Friedman, encontraram um resultado surpreendente. As equações modificadas, conhecidas como equações de Finsler-Friedman, preveem naturalmente a aceleração do universo mesmo no espaço vazio. Não são necessárias suposições adicionais e nenhum termo adicional de energia escura precisa ser adicionado manualmente.
“Esta é uma evidência emocionante de que podemos explicar a expansão acelerada do Universo, pelo menos em parte, sem energia escura, com base na geometria generalizada do espaço-tempo”, diz Christian Pfeiffer, físico do ZARM e membro da equipa de investigação. “Esta nova perspectiva geométrica sobre o problema da energia escura abre novas possibilidades para uma melhor compreensão das leis da natureza no espaço.”
