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Física

Teoria:

Uma nova maneira de entender o Universo

Novo estudo sugere que o tempo realmente existia antes do Big Bang*.

De acordo com uma interpretação direta da relatividade geral, o Big Bang não foi o começo de "tudo".

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Tomando as famosas equações de Einstein pelo valor aparente e fazendo o menor número possível de suposições, uma equipe de pesquisadores rebobinou o relógio em nosso Universo para descobrir que não levaria a um ponto de parada, mas nos levaria a um tipo diferente de começo, em um espaço invertido.

Para saber sobre todo esse alarido precisamos voltar um pouco para entender por que os físicos acham que o Big Bang pode não ter sido o começo de tudo.

Há cerca de 90 anos, um astrônomo belga chamado Georges Lemaître propôs que as mudanças observadas no deslocamento de luz de galáxias distantes implicavam que o Universo estaria se expandindo. Se está ficando maior, significa que costumava ser menor.

Continuamos rebobinando o relógio – até por volta de 13,8 bilhões de anos - e chegaremos a um ponto em que o espaço tem que ser confinado a um volume incrivelmente pequeno, também conhecido como singularidade.

"Neste momento, o Big Bang, toda a matéria no universo, estaria em cima de si mesma. A densidade disso teria sido infinita", explicou Stephen Hawking em sua palestra sobre “O começo do tempo”.

Há vários modelos que os físicos usam para descrever o nada do espaço vazio. A relatividade geral de Einstein é uma delas - descreve a gravidade no que se refere à geometria do tecido subjacente do Universo.

Os teoremas propostos por Hawking e pelo matemático Roger Penrose afirmam que as soluções para as equações da relatividade geral em uma escala infinitamente restrita - como a que existe dentro de uma singularidade - são incompletas.

Em termos cotidianos, costuma-se dizer que a física se decompõe na singularidade, levando a uma mistura de especulações sobre o pouco que ainda faz sentido e podemos extrair da física.

Hawking recentemente deu sua própria opinião em uma entrevista a Neil de Grasse Tyson, onde ele comparou as dimensões espaço-temporais do Big Bang ao Polo Sul. "Não há nada ao sul do Polo Sul, então não havia nada antes do Big Bang", disse ele.

Mas outros físicos argumentam que há algo além do Big Bang. Alguns propõem que haja um Universo espelho, do outro lado, onde o tempo se move para trás. Outros argumentam a favor de um Universo rebote.

Tomando uma abordagem ligeiramente diferente, os físicos Tim A. Koslowski, Flavio Mercati e David Sloan apresentaram um novo modelo, ressaltando que a ruptura decorre de uma contradição nas propriedades em um determinado momento, conforme definido pela relatividade geral.

O que o teorema não explica é como o Universo, como o observamos, necessariamente chega a esse ponto em primeiramente.

Recuando de toda a questão da singularidade, os pesquisadores reinterpretaram o modelo existente de encolhimento do espaço ao distinguir o mapa do próprio espaço-tempo das "coisas" nele contidas.

"Todos os termos que são problemáticos revelam-se irrelevantes quando se trabalha o comportamento das quantidades que determinam como o Universo aparece de dentro para fora", diz Sloan, físico da Universidade de Oxford.

O que isso essencialmente acrescenta é uma descrição do Big Bang em que a física permanece intacta como o estágio em que ela age quando se reorienta.

Em vez de uma singularidade, a equipe chama isso de Ponto Janus, em homenagem ao deus romano com duas faces.

As posições e escalas relativas das coisas que compõem o Universo efetivamente se achatam em uma panqueca bidimensional quando retrocedemos o tempo. Passando pelo Ponto Janus, a panqueca vira o 3D novamente, apenas de trás para frente.

O que isso significa em termos físicos é difícil de dizer, mas os pesquisadores acreditam que isso poderia ter profundas implicações na simetria dentro da física de partículas, talvez até produzindo um universo baseado principalmente em antimatéria.

Embora a ideia de um Universo invertido seja uma notícia antiga, a abordagem de contornar o problema da singularidade dessa forma é particularmente nova.

"Não apresentamos novos princípios e não modificamos a teoria da relatividade geral de Einstein, mas apenas a interpretação que é colocada sobre os objetos", diz Sloan.

Sem dúvida, esse debate continuará no futuro. Quem sabe? Talvez haja algum argumento semelhante acontecendo no Universo espelho em algum momento do outro lado do Ponto Janus. Esta pesquisa foi publicada na Physics Letters B.

* Informações de Science Alert, com tradução de Pepe Chaves para Via Fanzine.

23/03/2018

- Foto: Science Alert/reprodução.