O bóson de Higgs pode ter salvado nosso universo do colapso cósmico. Para agora.

bóson de Higgs
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Agora, Wrase e seus colegas publicaram um estudo separado que faz um enorme buraco nesse argumento, o que significa que um universo em constante expansão ainda não pode ser descartado.

Energia escura e expansão cósmica

Nosso universo é permeado por uma força vasta e invisível que parece se opor à gravidade. Os físicos chamam essa força de energia escura, e acredita-se que ela esteja constantemente empurrando nosso universo para fora.

Mas em junho, um grupo de físicos publicou um artigo no arXiv da revista Preprint, sugerindo que a energia escura muda com o tempo. Isso significa que o universo não se expandirá para sempre, mas pode eventualmente entrar em colapso no tamanho que era antes do Big Bang.

Quase imediatamente, no entanto, os físicos encontraram problemas com a teoria: vários grupos independentes publicaram posteriormente artigos que sugeriam revisões da conjectura. 

Agora, um artigo publicado em 2 de outubro na revista Physical Review D sugere que, como está, a conjectura original não pode ser verdadeira porque não pode explicar a existência do bóson de Higgs, que sabemos existir, graças a o Large Hadron Collider, o massivo colisor de partículas na fronteira entre a França e a Suíça. [ Além de Higgs: 5 partículas indescritíveis que podem se esconder no universo ]

Ainda assim, com um pouco de ajustes teóricos, a conjectura do universo em colapso ainda poderia ser viável, disse Wrase, o autor sênior do novo artigo do Physical Review D, à Live Science.

Como explicamos tudo o que existiu?

A teoria das cordas, às vezes chamada de teoria de tudo, é uma estrutura matematicamente elegante, mas experimentalmente não comprovada, para unir a teoria da relatividade geral de Einstein à mecânica quântica. 

A teoria das cordas sugere que todas as partículas que compõem o universo não são realmente pontos, mas cordas unidimensionais que vibram, e as diferenças nessas vibrações nos permitem ver uma partícula como um fóton e outra como um elétron.

Para que a teoria das cordas seja uma explicação viável para o universo, ela deve incorporar a energia escura.

Imagine essa energia escura como uma bola em uma paisagem de montanhas e vales que representam a quantidade de energia potencial que ela tem, disse Wrase. Se uma bola fica no topo da montanha, pode ser ainda, mas pode rolar com a menor perturbação, por isso é instável.

Se a bola está sentada em um vale, ela não está mudando ou se movendo, tem pouca energia e reside em um universo estável, porque mesmo um forte empurrão teria que voltar para o vale.

Os teóricos das cordas presumiram que a energia escura é constante e imutável no universo. Em outras palavras, ele está aconchegado nos vales entre as montanhas, não rolando do topo das montanhas e, portanto, não mudando com o tempo, disse Wrase.

Mas a conjectura apresentada em junho sugere que, para a teoria das cordas funcionar, a paisagem não tem montanhas ou vales acima do nível do mar. (Nessa concepção, nosso universo está acima do nível do mar, o que metaforicamente marca o ponto em que a energia escura começa a unir o universo ou afastar o universo.)

Em vez disso, a paisagem é uma ligeira inclinação e a bola de energia escura está rolando para sempre. "Enquanto está rolando para baixo, a energia escura se torna cada vez menor", disse Wrase. "A altura da bola corresponde à quantidade de energia escura no nosso universo."

Nesta teoria, a energia escura pode eventualmente chegar ao nível do mar e começar a puxar o universo de volta para sua forma pré -Big Bang .

Mas há apenas um problema, disse Wrase.

"Nós mostramos que tais montanhas instáveis ​​têm que existir", disse ele.Isso é porque sabemos que a partícula de Higgs existe. E nós provamos experimentalmente que as partículas de Higgs podem existir nesses topos das montanhas ou "universos instáveis", e podem ser perturbadas com o menor toque, ele disse.

Dificuldade com estabilidade de universos

Cumrun Vafa, um teórico de cordas em Harvard e autor sênior do artigo de junho, disse à Live Science em um e-mail que, de fato, a conjectura original tem "dificuldade com universos instáveis". Este novo artigo e alguns outros mostram esse problema, acrescentou. Mas há vários artigos que propõem pequenas revisões à conjectura que ainda aderem às limitações que Wrase e sua equipe propuseram, disse ele.

Mesmo na conjectura revisada, "não estaríamos em um universo estável, mas as coisas mudariam", disse Wrase. A revisão diz que os topos das montanhas podem existir, mas os vales estáveis ​​não podem, disse ele.(Imagine a forma da sela de um cavalo). 

A bola tem que começar a rolar e a energia escura tem que mudar com o tempo, acrescentou. Mas "se a conjectura é [totalmente] errada, então a energia escura poderia ser constante, nós nos sentaríamos em um vale entre duas montanhas", e o universo continuaria se expandindo.

Dentro de 10 a 15 anos, ele espera que os satélites que medem com mais precisão a expansão do universo possam nos ajudar a entender se a energia escura é constante ou está mudando.

Vafa concordou. "Estes são tempos excitantes na cosmologia e esperamos que nos próximos anos veremos evidências experimentais para a mudança da energia escura em nosso universo", disse ele.

Fonte: Livescience
 

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