Um novo estudo propõe um modelo alternativo para a origem e evolução do Universo, sugerindo que, em vez de ter ocorrido um Big Bang seguido de uma fase de inflação, o cosmos teria passado por ciclos de “saltos”.
Embora essa hipótese ainda esteja longe de ser confirmada, os pesquisadores acreditam que ela pode ajudar a esclarecer alguns dos mistérios mais persistentes da cosmologia, como a natureza da matéria escura e o “problema da planicidade”.
A planicidade do Universo é um dos enigmas que mais intrigam os cientistas. Em termos simples, um Universo “plano” é aquele em que as retas paralelas permanecem paralelas, sem convergir ou divergir.
Diagramas de três geometrias possíveis do Universo: fechado, aberto e plano de cima para baixo, correspondendo a um parâmetro de densidade que é maior, menor ou igual a 1. O Universo fechado é de tamanho finito e, devido à sua curvatura, viajar longe o suficiente em uma direção levará de volta ao ponto de partida. Os Universos abertos e planos são infinitos e viajar em uma direção constante nunca levará ao mesmo ponto. Crédito: NASA / WMAP Science Team
Cosmologia saltitante diz que Universo passa por ciclos de expansão e contração
A geometria do Universo depende de sua densidade média de matéria. Segundo a NASA, se a densidade fosse maior que a densidade crítica, o Universo seria fechado e finito, com uma curvatura positiva, como a superfície de uma esfera. Se a densidade fosse menor que essa densidade crítica, o Universo seria aberto e infinito, com uma curvatura negativa, semelhante à forma de uma sela. Observações sugerem que a densidade do Universo está muito próxima da densidade crítica, resultando em uma geometria plana e, presumivelmente, infinita.
Este fato, apesar de simplificar alguns aspectos do estudo do cosmos, levanta questões para o modelo do Big Bang, especialmente quando o “problema da planicidade” foi identificado. Um Universo que começou com um Big Bang quente e denso deveria, em teoria, ter uma densidade acima da crítica, tornando difícil explicar por que ele é plano hoje.
Os modelos inflacionários, que propõem uma expansão extremamente rápida logo após o Big Bang, oferecem uma explicação para essa planicidade. No entanto, alguns cientistas exploram outras possibilidades.
Um desses modelos alternativos é o da “cosmologia saltitante”, que sugere que o Universo passa por ciclos de expansão e contração, “saltando” entre estados de alta densidade e o tipo de Universo que observamos atualmente. Este modelo, conhecido como “cosmologia saltitante não singular”, evita o problema da singularidade inicial do Big Bang e também resolve os problemas de planicidade e horizonte da cosmologia padrão.
Big Bang continua teoria mais aceita para origem do Universo
Ao explorar esse modelo, a equipe de pesquisadores investigou o papel dos buracos negros primordiais (PBHs) no contexto desses ciclos cósmicos. Eles propõem que os PBHs poderiam se formar durante uma fase de contração do Universo, devido ao aumento das perturbações de curvatura em pequenas escalas. Essas perturbações seriam amplificadas durante a transição para uma nova fase de expansão, levando ao colapso em buracos negros primordiais.
Um buraco negro primordial é um tipo de buraco negro hipotético que seria formado não pelo colapso gravitacional de uma estrela, mas pela extrema densidade da matéria presente durante a expansão inicial do Universo. Crédito: NASA / D. Berry
Os pesquisadores sugerem que, nesse cenário, uma variedade de tamanhos de buracos negros se formaria, ao contrário das massas estelares e supermassivas observadas atualmente. Especula-se que esses buracos negros primordiais poderiam compor a matéria escura, uma ideia já proposta anteriormente, mas agora associada a um período anterior ao Big Bang ou ao “salto”.
Embora intrigante, essa hipótese ainda não substitui o modelo inflacionário, que permanece a explicação mais aceita para a evolução do Universo. No entanto, os autores do estudo indicam que futuras observações, como a detecção de ondas gravitacionais estocásticas, poderiam fornecer evidências que validem ou refutem essa teoria. Um artigo relatando a pesquisa foi publicado no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Jornalista formada pela Unitau (Taubaté-SP), com Especialização em Gramática. Já foi assessora parlamentar, agente de licitações e freelancer da revista Veja e do antigo site OiLondres, na Inglaterra.
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