O Big Bang frequentemente descrito como o nascimento explosivo de nosso Universo - um momento singular em que o espao, o tempo e a matria aram a existir. Mas e se esse no foi o incio de fato? E se nosso Universo surgiu de outra coisa - algo mais familiar e radical ao mesmo tempo?

Em um novo artigo publicado no peridico cientfico Physical Review D, meus colegas e eu propomos uma alternativa surpreendente. Nossos clculos sugerem que o Big Bang no foi o incio de tudo, mas sim o resultado de um esmagamento ou colapso gravitacional que formou um buraco negro muito grande - seguido de um “quique” dentro dele.

Essa ideia, que chamamos de “Universo do buraco negro”, oferece uma viso radicalmente diferente das nossas origens csmicas, mas est totalmente fundamentada na fsica e observaes conhecidas.

Veja tambm

Xbox porttil: Microsoft lana novo console em parceria com a Asus

O crescimento do marketing digital no Brasil e a LGPD

O modelo cosmolgico padro atual, baseado no Big Bang e na inflao csmica (a ideia de que o Universo primitivo cresceu rapidamente de tamanho), tem sido notavelmente bem-sucedido na explicao da estrutura e da evoluo do Universo. Mas isso tem um preo: ele deixa algumas das questes mais fundamentais sem resposta.

Para comear, o modelo do Big Bang comea com uma singularidade - um ponto de densidade infinita onde as leis da fsica se rompem. Isso no apenas uma falha tcnica; um problema terico profundo que sugere que no entendemos de fato o incio de tudo.

Para explicar a estrutura em grande escala do Universo, os fsicos introduziram uma breve fase de rpida expanso no Universo primitivo chamada inflao csmica, alimentada por um campo desconhecido com propriedades estranhas. Mais tarde, para explicar a expanso acelerada observada atualmente, eles acrescentaram outro componente “misterioso”: energia escura.

Em resumo, o modelo padro da Cosmologia funciona bem, mas somente introduzindo novos ingredientes que nunca observamos diretamente. Enquanto isso, as perguntas mais bsicas permanecem em aberto: de onde tudo veio? Por que comeou dessa forma? E por que o Universo to plano, suave e grande?

Nosso novo modelo aborda essas questes de um ngulo diferente - olhando para dentro em vez de para fora. Em vez de comear com um Universo em expanso e tentar rastrear como ele comeou, consideramos o que acontece quando uma coleo de matria excessivamente densa entra em colapso sob a ao da gravidade.

Fotos: Reproduo

Esse um processo conhecido: estrelas colapsam em buracos negros, que esto entre os objetos mais bem compreendidos da fsica. Mas o que acontece dentro de um buraco negro, alm do horizonte de eventos do qual nada pode escapar, continua sendo um mistrio. Em 1965, o fsico britnico Roger Penrose provou que, sob condies muito gerais, o colapso gravitacional deve levar a uma singularidade. Esse resultado, aprofundado pelo falecido fsico britnico Stephen Hawking e outros, sustenta a ideia de que as singularidades - como a do Big Bang - so inevitveis.

A ideia ajudou Penrose a ganhar uma parte do Prmio Nobel de fsica de 2020 e inspirou o best-seller mundial de Hawking “Uma Breve Histria do Tempo: Do Big Bang aos Buracos Negros”. Mas h uma ressalva. Esses “teoremas da singularidade” se baseiam na “fsica clssica” que descreve objetos macroscpicos comuns. Se incluirmos os efeitos da mecnica quntica, que rege o minsculo microcosmo de tomos e partculas, como devemos fazer em densidades extremas, a histria pode mudar.Em nosso novo artigo, mostramos que o colapso gravitacional no precisa terminar em uma singularidade. Encontramos uma soluo analtica exata - um resultado matemtico sem aproximaes. Nossa matemtica mostra que, medida que nos aproximamos da singularidade potencial, o tamanho do Universo muda como uma funo (hiperblica) do tempo csmico.

Essa soluo matemtica simples descreve como uma nuvem de matria em colapso pode atingir um estado de alta densidade e, em seguida, ricochetear, voltando para fora em uma nova fase de expanso. Mas por que os teoremas de Penrose probem tais resultados? Tudo se resume a uma regra chamada princpio de excluso quntica de Pauli, que afirma que duas partculas de um tipo conhecido como frmions idnticas no podem ocupar o mesmo estado quntico (como momento angular ou “spin”).

E mostramos que essa regra impede que as partculas na matria em colapso sejam comprimidas indefinidamente. Como resultado, o colapso interrompido e revertido. O “quique” no apenas possvel - ele inevitvel sob as condies certas.

Curtiu? Siga o PORTAL DO ZACARIAS noFacebook,Twittere noInstagram

Entre no nosso Grupo deWhatApp,CanaleTelegram

Crucialmente, esse quique ocorre inteiramente dentro da estrutura da Relatividade Geral, que se aplica em grandes escalas, como estrelas e galxias, combinada com os princpios bsicos da mecnica quntica - no so necessrios campos exticos, dimenses extras ou fsica especulativa.

Fonte: G1