Durante anos, os cientistas acreditaram que a matéria escura e a energia escura constituem a maior parte do universo. Mas novas pesquisas desafiam essa ideia, sugerindo que estes ingredientes misteriosos podem nem existir. Em vez disso, se as forças fundamentais do universo enfraquecerem lentamente à medida que envelhece, os efeitos que lhes atribuímos poderão surgir naturalmente.
O estudo, liderado por Rajendra Gupta, professor adjunto do Departamento de Física da Universidade de Ottawa, propõe que mudanças graduais na força das forças naturais, como a gravidade, ao longo do tempo e do espaço poderiam explicar alguns comportamentos cósmicos intrigantes. Estes incluem como as galáxias giram, evoluem e se agrupam, e como o universo se expande.
Desafiando suposições de longa data
“Em média, a força do universo fica mais fraca à medida que se expande”, explica o professor Gupta. “Este enfraquecimento faz parecer que existe um impulso misterioso que faz com que o Universo se expanda mais rapidamente (que se pensa ser a energia escura). No entanto, à escala das galáxias e dos enxames de galáxias, as mudanças nestas forças no seu espaço gravitacional podem causar uma atração gravitacional adicional (que se pensa ser devida à matéria escura). Mas estas coisas podem ser apenas alucinações, decorrentes das constantes em evolução que definem a força da força.”
Ele continuou: “A matéria escura e a energia escura precisam explicar dois fenômenos muito diferentes: o primeiro está na escala cosmológica, ou seja, em escalas superiores a 600 milhões de anos-luz, assumindo que o universo é homogêneo e o mesmo em todas as direções. O segundo está na escala astrofísica, ou seja, em escalas menores, onde o universo é muito irregular e dependente da direção. No Modelo Padrão, esses dois casos exigem equações diferentes para explicar as observações usando matéria escura e energia escura. O nosso é o único que usa as mesmas equações e não requer matéria escura ou energia escura.”
Gupta acrescentou que esta abordagem fornece uma estrutura única para explicar observações como a rotação de galáxias, agrupamento e curvatura da luz em torno de objetos massivos. “Isso é apenas o resultado das constantes da natureza mudando à medida que o universo envelhece e se torna instável”, disse ele.
Novo modelo à escala galáctica
Em trabalhos anteriores, o Professor Gupta questionou a existência de matéria escura em escalas cósmicas. A sua mais recente investigação estende esta ideia a escalas astrofísicas mais pequenas, estudando como as galáxias rodam.
Neste modelo, um parâmetro denominado α surge quando a constante de acoplamento (uma quantidade que descreve a intensidade da força fundamental) evolui. Este termo alfa atua como um elemento adicional na equação da gravidade, reproduzindo os mesmos efeitos tradicionalmente explicados pela matéria escura e pela energia escura.
Em grandes escalas, α é tratado como uma constante (por exemplo, usando dados de supernovas). Dentro de uma galáxia, as variações locais em α dependem de como a matéria comum (buracos negros, estrelas, planetas e gás) está distribuída. Em áreas onde o material é abundante, o efeito é menor; em áreas onde é escasso, torna-se mais forte. Portanto, o modelo explica naturalmente porque é que as estrelas nas regiões exteriores das galáxias se movem mais rapidamente do que o esperado, sem desencadear um halo invisível de matéria escura.
Repensando a linha do tempo do universo
Gupta acredita que esta abordagem poderia ajudar a resolver enigmas astronômicos de longa data. “Durante muitos anos temos lutado para explicar como as galáxias no início do Universo se formaram tão rapidamente e se tornaram tão massivas”, observou ele. “Usando nosso modelo, você não precisa assumir quaisquer partículas exóticas ou quebrar as regras da física. A linha do tempo do universo simplesmente se estende, quase dobrando a idade do universo e abrindo espaço para tudo o que observamos.”
Ao estender efetivamente a linha do tempo do desenvolvimento do Universo, o modelo torna mais fácil compreender como estruturas massivas, como galáxias e buracos negros, se formaram tão rapidamente após o Big Bang.
Essa teoria poderia remodelar dramaticamente nossa compreensão do universo. Sugere até que uma busca multibilionária e de décadas por partículas de matéria escura pode não ser necessária. Gupta acredita que mesmo que tais partículas exóticas fossem descobertas, elas ainda teriam apenas cerca de seis vezes a massa da matéria comum.
“Às vezes, a explicação mais simples é a melhor explicação. Talvez o maior segredo do universo seja simplesmente um truque pregado pelas constantes em evolução da natureza”, concluiu.
O estudo, “Testando cosmologia CCC+TL com curvas de rotação de galáxias”, foi publicado em uma revista revisada por pares galáxia.
