Ondulações no espaço-tempo podem explicar porque o universo existe

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Um novo estudo pode ajudar a responder a um dos maiores mistérios do universo.

Ondulações no espaço-tempo podem explicar porque o universo existe
A inflação estendeu o pequeno universo até um tamanho macroscópico e transformou a energia cósmica em matéria. Mas provavelmente criou uma quantidade igual de matéria e antimatéria. Não está claro porque, mas os autores investigam uma teoria de que uma transição de fase após a inflação levou a um pouco mais de matéria do que a antimatéria, e também criou cordas cósmicas que produziriam pequenas ondulações no espaço-tempo, conhecidas como ondas gravitacionais

Um novo estudo pode ajudar a responder a um dos maiores mistérios do universo: por que há mais matéria do que antimatéria? Essa resposta, por sua vez, poderia explicar porque existe tudo, de átomos a buracos negros.

Bilhões de anos atrás, logo após o Big Bang, a inflação cósmica estendeu a minúscula semente do nosso universo e transformou energia em matéria. Os físicos acham que a inflação criou inicialmente a mesma quantidade de matéria e antimatéria, que se aniquilam quando em contato. Mas então aconteceu algo que inclinou a balança a favor da matéria, permitindo que tudo o que pudéssemos ver e tocar existisse – e um novo estudo sugere que a explicação está oculta em pequenas ondulações no espaço-tempo.

O principal autor do estudo, Jeff Dror, pesquisador de pós-doutorado da Universidade da Califórnia, em Berkeley, e pesquisador de física do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, disse:

Se você começar com um componente igual de matéria e antimatéria, acabará tendo nada, porque a antimatéria e a matéria têm carga igual, mas oposta. Tudo simplesmente seria aniquilado.

Obviamente, tudo não aniquilou, mas os pesquisadores não sabem ao certo o porquê.. A resposta pode envolver partículas elementares muito estranhas, conhecidas como neutrinos, que não possuem carga elétrica e, portanto, podem atuar como matéria ou antimatéria.

Uma ideia é que, cerca de um milhão de anos após o Big Bang, o universo esfriou e passou por uma transição de fase, um evento semelhante ao de como a água fervente transforma o líquido em gás. Essa mudança de fase fez com que os neutrinos em decomposição criassem mais matéria do que antimatéria em uma “pequena quantidade”, disse Dror. Mas “não existem maneiras muito simples – ou quase qualquer maneira – de sondar [essa teoria] e entender se ela realmente ocorreu no universo primitivo”.

Mas Dror e sua equipe, através de modelos e cálculos teóricos, descobriram uma maneira de podermos ver essa transição de fase. Eles propuseram que a mudança teria criado fios de energia extremamente longos e extremamente finos chamados ‘cordas cósmicas’ que ainda permeiam o universo.

Dror e sua equipe perceberam que essas cordas cósmicas provavelmente criariam pequenas ondulações no espaço-tempo chamadas ondas gravitacionais. Se detectarmos essas ondas gravitacionais, podemos descobrir se essa teoria é verdadeira.

De acordo com as NASA, as ondas gravitacionais mais fortes do nosso universo ocorrem quando uma supernova, ou explosão estelar, acontece; quando duas estrelas grandes orbitam uma na outra; ou quando dois buracos negros se fundem, de acordo com a NASA. Mas as ondas gravitacionais propostas causadas por cordas cósmicas seriam muito menores do que as que nossos instrumentos já detectaram.

No entanto, quando a equipe modelou essa transição de fase hipotética sob várias condições de temperatura que poderiam ter ocorrido durante essa transição, eles fizeram uma descoberta encorajadora: em todos os casos, as cordas cósmicas criariam ondas gravitacionais que seriam detectáveis ​​por futuros observatórios, como a Antena Espacial a Interferômetro a Laser (de sigla em inglês, LISA) da Agência Espacial Européia e o proposto Observatório Big Bang e o Observatório de Ondas Gravitacionais do Interferômetro Deci-hertz da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (de sigla em inglês, DECIGO).

Tanmay Vachaspati, físico teórico da Universidade Estadual do Arizona que não fazia parte do estudo, disse à Live Science:

Se essas cordas forem produzidas em escalas de energia suficientemente altas, elas realmente produzirão ondas gravitacionais que podem ser detectadas por observatórios planejados.

Os resultados foram publicados em 28 de janeiro na revista Physical Review Letters.

(Fonte)

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