Por que o universo está se expandindo cada vez mais rápido continua sendo uma das maiores questões sem resposta da física. As teorias actuais não conseguem explicar totalmente este crescimento acelerado. A imagem padrão atual do universo é baseada na teoria geral da relatividade de Einstein e no Modelo Padrão da física de partículas. Dentro desta estrutura, os cientistas frequentemente postulam a existência de uma força misteriosa chamada “energia escura” para explicar a expansão acelerada do espaço. Embora a energia escura seja amplamente utilizada na cosmologia, sua verdadeira natureza e origem permanecem desconhecidas.
Agora, investigadores do Centro de Tecnologia Espacial Aplicada e Microgravidade (ZARM) da Universidade de Bremen, em colaboração com colegas da Universidade da Transilvânia em Brasov, Roménia, propuseram uma forma diferente de encarar o problema. O seu trabalho sugere que a expansão do universo pode ser explicada – pelo menos em parte – sem invocar a energia escura.
Por que adicionar energia escura em primeiro lugar
Os cosmólogos usam a teoria geral da relatividade de Einstein e as equações de Friedmann para descrever como o universo muda ao longo do tempo. No entanto, estas equações são insuficientes quando aplicadas a observações astronómicas reais. Para corresponder ao que o telescópio vê, os cientistas devem adicionar manualmente um “termo de energia escura” extra à equação. Este acréscimo não decorreu naturalmente da própria teoria, o que a tornou uma solução insatisfatória por muito tempo.
Nova maneira de aproveitar a gravidade estendida
Devido a esta limitação, a equipa do ZARM e os seus colaboradores romenos exploraram outra ideia. Suas descobertas foram publicadas em Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículasdepende de uma extensão da relatividade geral (GR) chamada gravidade de Finsler. Esta abordagem foi desenvolvida nos últimos anos e utiliza uma descrição geométrica mais ampla do espaço e do tempo.
Ao contrário da fórmula padrão da GRT, a gravidade de Finsler pode descrever com mais precisão o comportamento gravitacional dos gases. Essa diferença é crucial ao modelar o comportamento em larga escala do universo.
Nenhuma energia escura acelerando a expansão
Quando os pesquisadores aplicaram a gravidade de Finsler à equação de Friedmann, descobriram um resultado surpreendente. A equação modificada, conhecida como equação de Finsler-Friedmann, prevê naturalmente que o universo está acelerando mesmo no vácuo. Nenhuma suposição adicional é necessária e nenhum termo adicional de “energia escura” precisa ser adicionado manualmente.
“Este é um sinal emocionante de que podemos ser capazes de explicar, pelo menos em parte, a expansão acelerada do Universo na ausência de energia escura com base na geometria espaço-tempo generalizada,” disse Christian Pfeifer, físico do ZARM, membro da equipa de investigação. “Esta nova perspectiva geométrica sobre o problema da energia escura abre novas possibilidades para uma melhor compreensão das leis naturais do universo.”
