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Uma nova teoria radical sobre a origem do Universo sugere que ondas gravitacionais — pequenas ondulações no espaço-tempo previstas por Albert Einstein em 1915 — podem ter dado origem à matéria cósmica, desencadeando a formação de galáxias, estrelas e planetas.
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O modelo, apresentado na revista Physical Review Research, busca eliminar uma série de parâmetros especulativos e ajustáveis presentes na teoria padrão do Big Bang. A flexibilidade desses parâmetros, segundo os pesquisadores, torna difícil determinar se os modelos realmente explicam o Universo atual ou se apenas foram adaptados para se ajustar às observações.
“Por décadas, os cosmólogos têm trabalhado em um modelo, o ‘paradigma inflacionário’, que sugere que o Universo se expandiu em uma taxa incrível, explicando tudo o que observamos hoje”, disse Raúl Jiménez, da Universidade de Barcelona, ao Space.com.
“O novo modelo sugere que oscilações quânticas naturais do próprio espaço-tempo, as ondas gravitacionais, foram suficientes para disparar as pequenas diferenças de densidade que, em última instância, deram origem às galáxias, estrelas e planetas.”
Modelo do paradigma inflacionário moldou ou não o Universo?
Daniele Bertacca, da Universidade de Pádua (Itália), explicou que o paradigma inflacionário consegue descrever por que o Universo é homogêneo e isotrópico, além de como flutuações quânticas primordiais deram origem às estruturas cósmicas atuais.
No entanto, destacou um problema central: “Essa teoria inclui muitos parâmetros ‘livres’ ou ‘ajustáveis’, que podem ser manipulados à vontade. Flexibilidade excessiva na ciência pode ser problemática, pois dificulta saber se o modelo realmente prevê algo ou se apenas se adapta, a posteriori, aos dados observados.”
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Como é o novo modelo?
- O novo modelo começa com uma inflação cósmica inicial, descrita por um estado em expansão chamado “espaço de De Sitter”, que os cientistas explicam como uma condensação de grávitons — partículas hipotéticas que carregariam a força da gravidade, assim como os fótons transmitem a força eletromagnética. Esse espaço teria decaído quando os efeitos quânticos ficaram tão fortes que transformaram o Universo em um sistema quântico caótico;
- A teoria depende de uma única escala de energia para explicar toda a evolução cósmica, dispensando campos e partículas hipotéticas, como o “inflaton” — um campo teórico de alta energia que teria impulsionado a rápida inflação do Universo em alguns modelos do Big Bang;
- Nesse novo cenário, as ondas gravitacionais seriam suficientes para gerar as flutuações de densidade responsáveis pela formação das estruturas cósmicas.
“Isso foi quase ‘mágico’, já que o único parâmetro livre da escala de De Sitter é sua escala de energia, e, devido à sua complexidade e não linearidade, isso se conecta ao nível observado de flutuações”, afirmou Bertacca.
“É precisamente a elegância e a simplicidade do modelo, e a ausência de parâmetros livres, que são fundamentais.” Ele acrescentou que o modelo pode explicar, de forma natural, a escala de energia e o curso temporal da inflação, elementos necessários para resolver os problemas do horizonte cosmológico e da planicidade do Universo.
Ainda assim, os cientistas destacam que a teoria precisa ser testada por observações astronômicas. Entre os dados que podem confirmar ou refutar o modelo estão as medições da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB, na sigla em inglês), uma espécie de “fóssil” do Universo primordial, bem como observações da estrutura em larga escala do cosmos e a detecção de ondas gravitacionais primordiais.
“Como todos os modelos teóricos, o nosso precisa ser confirmado por medições e observações que pesquisadores possam analisar, avaliar e comparar com dados de experimentos terrestres e espaciais, hoje e no futuro próximo”, disse Bertacca. “Essas ondulações gravitacionais interagem e constroem complexidade ao longo do tempo, levando a previsões testáveis que, agora, podem ser comparadas com dados reais.”
Jiménez ressaltou que o trabalho fornece “um arcabouço minimalista, mas poderoso, elegante e potencialmente falseável. Esta é a ciência em seu melhor: previsões claras que futuras observações podem confirmar ou refutar”.
Ele concluiu: “Esses novos resultados demonstram que, talvez, não precisemos de ingredientes especulativos para explicar o cosmos, mas apenas de uma compreensão profunda da gravidade e da física quântica. Se o modelo se confirmar, pode marcar um novo capítulo na forma como pensamos sobre o nascimento do Universo.”
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