Robert K. Nesbet, do IBM Almaden Research Center, fez avanços significativos na cosmologia ao propor uma teoria que combina vários elementos-chave da física em uma abordagem unificada para a expansão do universo e a rotação das galáxias. O seu trabalho, publicado na revista Symmetry, baseia-se em fundamentos históricos ao mesmo tempo que fornece uma nova perspectiva sobre a estrutura do universo, abordando especificamente questões tradicionalmente abordadas pela invocação da matéria escura.
A teoria da gravidade conforme baseia-se em três elementos distintos, cada um com sua própria origem. O primeiro componente, “gravidade conforme”, foi proposto por Hermann Weyl em 1918 para unificar a gravidade e o eletromagnetismo. Embora os objetivos originais de Weil não tenham tido sucesso, a teoria foi revivida pelo Dr. Mannheim nas décadas posteriores. Mannheim e D. Kazanas aplicaram-no ao problema da rotação da Via Láctea em 1989. O Dr. Nesbet enfatizou a importância da contribuição de Mannheim: “Mannheim merece todo o crédito por ressuscitar a ideia-chave da simetria conforme.”
O segundo componente é o modelo conformal de Higgs, um conceito proposto pelo Dr. Nesbet em 2011. O modelo estende a estrutura de simetria conforme para explicar a expansão do universo pelo Hubble, um fenômeno tradicionalmente atribuído à energia escura. Como explica o Dr. Nesbet, “O campo de Higgs em nosso modelo conforme se comporta naturalmente como uma constante cosmológica”, fornecendo uma nova maneira de compreender a expansão acelerada do universo.
O terceiro elemento é o modelo do halo da galáxia esgotado, proposto pelo Dr. Nesbet em 2015. O modelo leva em conta os efeitos gravitacionais dentro do halo da galáxia – uma região anteriormente considerada dominada pela matéria escura. De acordo com a teoria de Nesbett, estes halos podem na verdade ser produzidos pela condensação da massa de fundo, eliminando a necessidade de matéria escura invisível.
Uma característica central da teoria é que ela fornece novas explicações para o comportamento inesperado das galáxias. Em geral, de acordo com a física newtoniana, estrelas mais distantes do centro de uma galáxia deveriam orbitar mais lentamente. No entanto, as observações mostraram que as estrelas nas bordas externas das galáxias giram a uma velocidade quase constante, levando à hipótese da existência de matéria escura. A gravidade conforme explica isso propondo que a simetria conforme muda a forma como a gravidade funciona nas escalas galácticas, sem a necessidade de matéria escura.
Estas ideias também fornecem uma explicação alternativa para a expansão acelerada do universo. Os modelos tradicionais baseiam-se no poder misterioso da energia escura, mas o modelo conformado de Nesbett sugere que o campo de Higgs poderia fornecer uma explicação mais direta. Esta ideia não só desafia os paradigmas existentes, mas também tem implicações para o papel do bóson de Higgs, descoberto em 2012. O modelo conformal de Higgs tem o potencial de construir uma ponte entre a mecânica quântica e a cosmologia, contribuindo para a tão procurada teoria unificadora.
O trabalho do Dr. Nesbett simplifica os modelos cosmológicos existentes, propondo que a expansão do universo e a rotação da galáxia podem ser explicadas por princípios físicos estabelecidos, sem a necessidade de forças novas e não descobertas. Se for comprovada, esta abordagem poderá mudar fundamentalmente a nossa compreensão do universo, eliminando a necessidade de matéria escura e energia escura – conceitos que escaparam aos cientistas durante décadas.
Como disse o Dr. Nesbett: “Esta teoria nos permite explicar muitas observações intrigantes do universo sem recorrer a forças ou partículas desconhecidas.” Ele enfatizou que a ideia central – simetria conforme – é universalmente aplicável e controla o comportamento de partículas elementares e estruturas cósmicas de grande escala. Esta unificação poderia ser um passo importante para uma compreensão mais completa do universo.
Apesar dos resultados promissores, mais pesquisas são necessárias para confirmar a validade dessas teorias. Observações detalhadas das rotações das galáxias e maior refinamento dos modelos da expansão do universo serão fundamentais para determinar se as ideias do Dr. Nesbett podem substituir completamente os modelos de matéria escura e energia escura.
Referência do diário
Nesbet, R.K. “Uma teoria conforme da gravidade e expansão cósmica.” Simetria, 2024. doi: https://doi.org/10.3390/sym16010003
Sobre o autor
Robert K. NesbetNascido em Cleveland, Ohio, em 10 de março de 1930, ele recebeu um bacharelado em física pela Universidade de Harvard em 1951, um doutorado pela Universidade de Cambridge em 1954, e foi Henry Fellow e National Science Foundation Predoctoral Fellow no St. Ele passou dois anos como pesquisador no MIT antes de se tornar professor assistente de física na Universidade de Boston. Ele conduziu pesquisas na RIAS, na Baltimore Martin Company, no Institut Pasteur em Paris e no Brookhaven National Laboratory antes de se tornar pesquisador na IBM (mais tarde Almaden Research Center) em San Jose, Califórnia, em 1962. De 1969 a 1974, atuou como editor associado do Journal of Computational Physics e do Journal of Chemical Physics, e como professor visitante em várias universidades ao redor do mundo. O professor Nesbet aposentou-se oficialmente em 1994, mas desde então continuou sua pesquisa, mudando seu foco da interação de elétrons para astrofísica galáctica e cosmologia. Ele tem mais de 300 publicações em física computacional, física atômica e molecular, química teórica, física do estado sólido, cosmologia e teoria da gravidade. Ele é autor ou coautor de vários livros, incluindo Variational Principles and Methods in Theoretical Physics and Chemistry, Cambridge University Press 2003.
