Uma nova teoria soluciona alguns problemas da cosmologia e da física de partículas ao propor que o Universo primordial continha menos dimensões espaciais do que as três que nós experimentamos hoje.
© NASA/LISA (ilustração de ondas gravitacionais)
E os físicos da Universidade de Nova Iorque, nos Estados Unidos, propõem um teste para a sua teoria usando o observatório espacial LISA (Laser Interferometer Space Antenna), que está sendo projetado para detectar ondas gravitacionais.
Os teóricos afirmam que as ondas gravitacionais não podem existir em menos do que três dimensões. Assim, acima de uma determinada frequência, que identificaria as ondas mais antigas, o observatório LISA não deverá detectar nenhuma onda.
Embora a teoria seja especulativa, alguns cientistas acreditam que os dados dos raios cósmicos já forneceram indícios das dimensões faltantes sob altas energias. A equipe afirma que o novo teste poderá ser mais conclusivo do que os testes anteriores.
A hipótese das dimensões desaparecidas prevê que, sob energias e temperaturas extremamente altas, as três dimensões do espaço que nos são familiares irão se reduzir a duas ou mesmo a uma única dimensão.
Assim, no ambiente quente do início do Universo, haveria menos dimensões. Conforme o Universo foi esfriando, surgiram dimensões adicionais, uma a uma.
A teoria também propõe que nosso Universo atual tem quatro dimensões espaciais, mas nós detectamos apenas uma fração de três dimensões desse espaço quadridimensional.
Essa quarta dimensão espacial do tempo, segundo a teoria, teria fornecido uma energia extra, que propiciou a expansão do Universo.
Esse impulso adicional poderia explicar a aceleração da expansão do Universo, que foi descoberta em 1998 e que é geralmente explicada como sendo uma resultante de uma misteriosa energia escura que permearia todo o Universo. Ou seja, se a teoria agora proposta estiver correta, a hipótese de energia escura também poderia desaparecer.
A teoria resolve igualmente alguns problemas na física das partículas. Indícios do sumiço das dimensões já foram detectados nos chuveiros de raios cósmicos na atmosfera da Terra. Uma nova análise dos dados, feita em 2005, mostrou que os jatos de partículas produzidos pelos raios cósmicos mais energéticos estão fortemente alinhados com um plano, o que seria coerente como uma redução nas dimensões.
Outros pesquisadores estão planejando usar o LHC (Grande Colisor de Hádrons) para examinar o desaparecimento das dimensões. Se as dimensões realmente desaparecem em altas energias, então as partículas produzidas nas colisões estariam confinadas em um plano bidimensional, em vez de estarem em um volume tridimensional.
Mas interpretar os dados do LHC pode não ser tão fácil porque diferentes modelos resultam em previsões diferentes.
Uma teste alternativo seria o uso das ondas gravitacionais, que são ondulações no espaço-tempo causadas por eventos cósmicos em larga escala, que não podem existir em menos do que três dimensões.
A ideia é que as ondas gravitacionais primordiais, de mais alta frequência, correspondem às mais altas energias dos momentos iniciais do Universo.
Assim, deve haver uma frequência máxima das ondas observadas, ou seja, frequências mais altas não deveriam existir porque elas estariam vindo de uma era com menos dimensões.
A frequência de corte é cerca de 10-4 Hz, dadas algumas suposições, que está dentro da faixa detectável pelo LISA, um futuro detector de ondas gravitacionais que está sendo projetado em parceria pela NASA e pela ESA.
Os testes experimentais deverão esperar mais: o observatório LISA não deverá ir ao espaço antes de 2020.
Fonte: Physical Review Letters
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