Estudo apoia a hipótese de que o universo se encolherá até um novo Big Bang

Por Daniele Cavalcante | 03 de Setembro de 2020 às 13h38

Um novo artigo publicado nesta quarta-feira (2) tenta dar novas ideias para sustentar uma hipótese bastante controversa no meio científico: a do Cenário Ecpirótico, que tenta explicar que nosso universo é infinito e existe em um ciclo interminável de expansão e compressão. Ou seja, o Big Bang não é a origem do cosmos, mas sim apenas um novo ciclo que se repete desde sempre.

A palavra Ecpirótico vem do grego “ekpyrosis”, mais precisamente da filosofia estoica. Diz respeito à “destruição ou conflito pelo fogo”, que representa o ciclo eterno da destruição e renascimento. Nessa hipótese, estaríamos agora em uma fase de “explosão”, que em algum momento vai desacelerar, parar, reverter e reduzir até atingir temperaturas e pressões inimagináveis. Então, o universo iniciará um novo processo de Big Bang.

Essa ideia relativamente nova considera que toda a energia do Big Bang veio de um cosmos anterior. Sabemos que atualmente o nosso universo está em expansão, ou seja, as galáxias e outras estruturas estão se afastando cada vez mais umas das outras, em velocidade cada vez maior. O que ninguém entende até agora é o mecanismo que movimenta essa expansão, e até quando ela vai durar. Por isso alguns alegam que, em algum momento, o universo vai contrair.

Considera-se nessa hipótese, assim como na ideia do Big Crunch, que toda a matéria e energia surgida no Big Bang voltará a se encolher devido à atração gravitacional, até entrar em colapso sobre si mesmo. Bem, o Big Crunch já está descartado por grande parte da comunidade científica em geral, mas ainda tem alguns defensores. Agora, o novo artigo tenta preencher algumas lacunas do Cenário Ecpirótico.

Mas primeiro, vamos entender essa história toda de ciclos intermináveis do universo.

Entendendo o modelo Ecpirótico

Uma representação do espaço-tempo do Big Bang (o início é à esquerda), e o procedimento de desenvolvimento do universo (Imagem: Nasa)

Antes das propostas mais recentes do universo Ecpirótico, já haviam teóricos considerando a possibilidade de um modelo cíclico para o universo, includindo Einstein. Mas foi mais tarde que alguns físicos teóricos propuseram novos modelos, sendo o mais recente de 2007.

No Universo Ecpirótico, o colapso do universo em um big crunch resulta em uma nova singularidade — que era o estado do universo no início do Big Bang. Então, aconteceria uma nova espanção violenta para dar origem a um novo universo. E tudo se repetiria continuamente, um mecanismo interminável de big bangs no qual toda a matéria existente é, digamos, reciclada.

Mas a matemática dessas hipóteses nunca funcionou muito bem quando aplicadas a modelos que levam em conta a física que conhecemos hoje e as mecânicas da cosmologia já observadas e comprovadas cientificamente. Trocando em miúdos, se você tiver ideias para uma nova cosmologia, deverá se submeter a determinadas provas, que são modelos teóricos — portanto, já confirmados — para ver se sua hipótese sobrevive após ser confrontada pelas evidências observacionais, dados que atuarão como juízes das suas suposições.

No caso do Universo Ecpirótico, as dificuldades dos cientistas que defendem essa ideia é reproduzir um modelo no qual o universo funciona de acordo com os princípios do ciclo big crunch-big bang-big crunch. Quando essa ideia é colocada nos modelos cosmológicos regidos por regras inabaláveis da astrofísica, a conta não fecha. Por exemplo, nas imagens geradas do universo primordial, logo após o Big Bang, há padrões que são como manchas com pequenas diferenças de temperatura e pressão. O universo tinha apenas 380.000 anos. Isso pode ser explicado com a cosmologia do Big Bang, mas não pelo Cenário Ecpirótico.

Os defensores da ideia ecpirótica ainda não conseguiram explicar também como o universo desacelera e encolhe até colapsar. Quando os modelos são criados, os resultados não revelam um universo com as manchas com diferenças de temperatura, pressão ou densidade, por exemplo. Não apenas isso — também não resultam em um universo como o nosso, cheio de galáxias, estrelas, e vida.

Preenchendo as lacunas

Uma representação do Big Bang. (Imagem: Curiosity)

Bem, para explicar como o universo pode funcionar de forma cíclica, os teóricos recorreram à Teoria das Cordas, no qual partículas são interpretadas como minúsculas “cordas” que criam vibrações unidimensionais. Essa teoria só era considerada consistente se o espaço-tempo possuir 11 dimensões (uma temporal e dez espaciais), e não quatro. Isso mudou há alguns anos, com a ideia de uma corda multidimensional chamada brana

A maioria das branas pode vagar livremente no espaço e no tempo, mas há uma delas, a hipotética S-brana, que pode existir apenas em um instante no tempo, sob condições muito especiais. Considera-se que colisão dessas branas provocaria a mudança do universo em contração para um universo em expansão. Foi quando o universo estava em sua menor e mais densa forma possível, que uma S-brana apareceu, desencadeando a reexpansão do cosmos — o Big Bang, com toda a matéria, radiação e as manchas com variações de temperatura e pressão.

Essa possibilidade foi descrita por três pesquisadores (Robert Brandenberger, Keshav Dasgupta e Ziwei Wang) no estudo publicado no servidor arXiv, um repositório para artigos científicos que aguardam a revisão de pares e uma possível publicação em um periódico científico respeitado.

É difícil, portanto, dizer se essa ideia está certa ou se fará sentido ao ser colocada à prova através dos modelos da física observável. A própria teoria das cordas tem seus problemas e ainda não conseguiu ser verificada. Em sua defesa, podemos dizer que a humanidade ainda não tem tecnologia adequada para observar as cordas, então o assunto permanece na incógnita.

Representação do Big Bang (Imagem: Pixabay)

Em algum momento poderemos ser capazes de observar as cordas de uma forma significativa, se elas existirem, ou ao menos conseguir alguma percepção mais palpável pela observação de fenômenos cosmológicos que deem indícios da materialidade da física das cordas. Quando esse momento chegar, talvez possamos verificar melhor a ideia de Brandenberger, Dasgupta e Wang. Por enquanto, não sabemos sequer se as branas podem existir da forma descrita pelos pesquisadores.

Também é necessário antes entender como o universo está expandindo, e acelerando cada vez mais a taxa de expansão, sem apresentar nenhum sinal de que em algum momento isso vai se transformar em desaceleração e uma eventual contração. Do ponto de vista científico, é mais interessante responder a essas perguntas primeiro, para então tentar descobrir o que talvez pudesse reverter o quadro atual.

Isso significa que as ideias ecpiróticas e o modelo cíclico em geral são irrelevantes? De modo algum! Vale a pena explorar essas hipóteses e suas possibilidades, porque o debate pode inclusive levar os cientistas a novas conclusões e outras descobertas. Agora que o artigo de Brandenberger, Dasgupta e Wang está online, é possível que outros pesquisadores o verifiquem, seja para apoiar a ideia com outras hipóteses, seja para contestar com os modelos atuais.

Fonte: Space.com

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