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Crise cosmológica: Não sabemos se o Universo é plano ou esférico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/11/2019

Crise cosmológica: Não sabemos se o Universo é plano ou esférico
As lentes gravitacionais também estão envolvidas em outro enigma para as teorias atuais: Os muitos resultados da constante de Hubble.
[Imagem: Chris Fassnacht/UC Davis]

Teoria do Universo Plano

Se lhe parece difícil de acreditar que ainda existam pessoas que afirmam que a Terra é plana, talvez também possa lhe causar algum espanto o fato de que toda a teoria científica atual, expressa no famoso modelo do Big Bang, propõe que o Universo é plano.

Não se trata de algo filosófico, mas da matemática hoje disponível para descrever o que aconteceu logo após a grande explosão que teria dado origem ao Universo - e, convenhamos, modelar o início do Universo inteiro não é tarefa pequena, de forma que a matemática usada é extremamente simplificada.

Mas também não é só teoria: Virtualmente todos os dados cosmológicos coletados até hoje se enquadram nessa ideia de que o Universo é plano, o que significa que ele não teria curvatura, semelhante a uma folha de papel.

É claro que existem os descontentes com a "Teoria do Universo Plano" - sem contar os proponentes do Universo Holográfico.

E um trio deles acaba de apresentar dados observacionais que mostram um Universo esférico, ou fechado. Em outras palavras, assim como no modelo cosmológico padrão, aceito pela comunidade científica, se você sair com uma nave espacial em qualquer direção irá viajar para sempre, no modelo do universo fechado sua viagem sempre lhe trará de volta ao seu ponto de partida.

Dados das lentes gravitacionais

Eleonora Di Valentino e seus colegas usaram dados do telescópio espacial Planck, que operou de 2009 a 2013 mapeando o fundo cósmico de micro-ondas, um mar de luz primordial que restou do Big Bang.

Um conjunto de observações mostra que há mais lentes gravitacionais - um alongamento da luz devido à forma do espaço-tempo, que pode ser distorcido pela matéria - do que o esperado. E esses dados podem ser explicados se a forma do Universo for diferente do que pensávamos.

O efeito extra de lente gravitacional implica a presença de mais matéria escura do que o proposto pelo modelo atual, o que levaria o Universo a uma esfera finita, em vez de uma folha plana infinita.

Segundo essas observações, o Universo tem 41 vezes mais chances de ser fechado do que plano. "Esses são os dados cosmológicos mais precisos e estão nos dando uma imagem diferente," disse Alessandro Melchiorri, da Sapienza Universidade de Roma.

Crise cosmológica: Não sabemos se o Universo é plano ou esférico
Tem havido um número crescente de tentativas de descartar o Big Bang das nossas teorias cosmológicas. Há quem afirme até que o Big Bang é um dogma científico.
[Imagem: NASA]

Crise cosmológica

Se o Universo for realmente fechado, isso se torna um grande problema para a nossa compreensão do cosmos.

Por exemplo, outro enigma cosmológico é que nossas imediações cósmicas parecem estar se expandindo mais rápido do que deveriam, algo que é difícil de explicar com nosso modelo padrão de cosmologia, que inclui um universo plano, e a equipe calculou que isso fica ainda mais difícil com um universo esférico, juntamente com algumas outras incompatibilidades cósmicas que ainda carecem de explicação.

É tão ruim que o trio afirma que seus dados desencadearam uma "crise cosmológica".

"Em um universo fechado, essas anomalias são mais graves do que pensávamos," disse Melchiorri. "Se nada estiver de acordo, temos que pensar muito sobre o nosso modelo do universo e sua formação".

A explicação usual da formação do Universo inclui um período logo após o Big Bang, chamado inflação, quando o Universo se expandiu rapidamente. Nossos modelos atuais de inflação levam a um universo plano; portanto, se o nosso Universo for realmente fechado, esses modelos terão que ser mudados.

"Nós precisamos de um novo modelo e ainda não sabemos como ele é," disse Melchiorri. Ninguém encontrou uma maneira de conciliar essas observações do telescópio Planck com as muitas medidas cosmológicas discordantes, algumas das quais incluem até mesmo outras observações do próprio observatório Planck.

Existe a hipótese de que os novos dados sejam apenas uma flutuação estatística, mas os dados do observatório WMAP, que também mapeou a radiação cósmica de fundo, já foram igualmente interpretados de forma a mostrar um Universo esférico.

Assim, vamos ter que esperar por mais dados. O Observatório Simons, atualmente em construção no Chile, poderá medir as lentes gravitacionais de maneira ainda mais precisa do que o telescópio Planck, e deverá nos dizer se realmente existe uma crise de magnitude cósmica em nossas teorias cosmológicas.

Bibliografia:

Artigo: Planck evidence for a closed Universe and a possible crisis for cosmology
Autores: Eleonora Di Valentino, Alessandro Melchiorri, Joseph Silk
Revista: Nature Astronomy
DOI: 10.1038/s41550-019-0906-9






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