Princípio de incerteza cósmico pode explicar energia escura, sugere novo estudo

Um novo estudo propõe que o universo pode ter sua própria versão do princípio de incerteza de Heisenberg, eliminando a necessidade de uma misteriosa energia escura para explicar a expansão acelerada do cosmos. A hipótese, apresentada pelo físico teórico Savvas Koushiappas, da Universidade Brown, sugere que o tamanho do universo e sua taxa de expansão não podem ser medidos simultaneamente com precisão absoluta.

O modelo cosmológico padrão, conhecido como Lambda-CDM, é extremamente bem-sucedido em descrever observações do universo em grande escala, mas sofre com um problema gritante: o valor da constante cosmológica (Lambda) previsto pela física quântica é 122 ordens de grandeza maior do que o observado. Além disso, medições da taxa de expansão do universo divergem dependendo do método usado, um impasse conhecido como tensão de Hubble.

Koushiappas contorna esses problemas tratando o fator de escala do universo e sua taxa de expansão como operadores quânticos que não comutam, de forma análoga à posição e ao momento de uma partícula na mecânica quântica. Essa não-comutação introduz uma incerteza fundamental que deforma a equação de Friedmann, a equação mestra que descreve a evolução do cosmos.

Quando o expoente livre do modelo é positivo, a equação modificada produz naturalmente uma expansão acelerada tardia, sem a necessidade de nenhuma energia escura. A aceleração surge da geometria dessa incerteza quântica cósmica, não de uma misteriosa energia do vácuo.

O modelo também prevê que o parâmetro da equação de estado da energia escura (w) seja ligeiramente maior que -1, exatamente o tipo de desvio que levantamentos como o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) já começam a sugerir. Missões como Euclid e o Observatório Vera C. Rubin poderão confirmar ou descartar essa previsão em breve.

Se o sinal do expoente for invertido, o mesmo arcabouço matemático produz um efeito diferente: em vez de acelerar o universo tardio, ele suaviza o universo primordial, substituindo a singularidade do Big Bang por um ‘salto clássico’. Nesse cenário, o cosmos se contrai até um tamanho mínimo e depois se expande, sem densidade infinita ou colapso das leis da física.

O trabalho, publicado no repositório arXiv, é um artigo teórico de um único autor e ainda precisa ser validado por testes observacionais. O modelo assume um universo espacialmente plano, o que é consistente com os dados atuais, e exige que a taxa de expansão seja um operador quântico bem-comportado.

Segundo o Space.com, os próximos resultados de grandes levantamentos cosmológicos serão cruciais para testar a ideia. Se os dados continuarem indicando um w ligeiramente acima de -1, o princípio de incerteza cósmica de Koushiappas pode se tornar uma das ideias mais intrigantes da cosmologia contemporânea.

A reportagem é assinada por Paul M. Sutter, cosmólogo da Universidade Johns Hopkins e apresentador do programa ‘Ask a Spaceman’, o que reforça a relevância do tema no debate científico atual. A comunidade aguarda com expectativa os dados que podem revolucionar a compreensão da energia escura.

Com informações de SPACE.

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