Tchau Einstein? AstrofĂsico desenvolve nova teoria da gravidade
Uma nova teoria revolucionária sobre a gravidade, recentemente publicada pode derrubar a teoria da relatividade de Albert Einstein
Um astrofĂsico da Universidade RUDN, na RĂşssia, desenvolveu uma nova teoria revolucionária da gravidade, que pode colocar fim na teoria da relatividade do grande gĂŞnio do sĂ©culo XX Albert Einstein. A nova premissa diverge do clássico modelo de Einstein por nĂŁo se basear em uma lei de conservação, potencialmente resolvendo inconsistĂŞncias de longa data no campo.
A nova teoria pode oferecer uma nova Ăłtica para qual poderemos compreender o funcionamento do universo, desde as menores partĂculas atĂ© as maiores estruturas existentes. Na teoria geral de Einstein, a base atual da nossa compreensĂŁo de gravidade, depende de um conceito de espaço-tempo curvo.
No geral, a relatividade nos diz como objetivos de muita massa, como estrelas e planetas, deformam a estrutura do espaço tempo, da mesma maneira que um objeto pesado pode deformar um trampolim. A partir dessa deformação, cria-se o que denominamos como gravidade.
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Teoria de Einstein e a nova teoria
Um aspecto crucial dessa nova teoria Ă© o tensor de energia-momento, uma construção matemática que descreve como a energia e o momento sĂŁo distribuĂdos no espaço-tempo e interagem com o campo gravitacional. Imagine uma cidade movimentada como representação do universo. PrĂ©dios, carros, pessoas — todos representam diferentes formas de energia e movimento.
O tensor de energia-momento Ă© como um livro-caixa detalhado que registra toda essa energia e movimento em cada parte da cidade. Ele nos diz como a energia está distribuĂda, como ela flui e como diferentes formas de energia (como luz, calor ou energia cinĂ©tica) interagem entre si e com a trama do espaço-tempo — o solo e o ar de nossa analogia urbana. Em termos mais simples, Ă© uma maneira matemática de acompanhar toda a energia e movimento no universo.
Tradicionalmente, na relatividade geral, assume-se que este tensor Ă© conservado, semelhante Ă lei da conservação de energia na mecânica. Esta suposição tem suas limitações, especialmente em nĂveis de energia elevados, onde ocorre a nĂŁo-renormalizabilidade, uma espĂ©cie de incompatibilidade matemática.
“O problema da nĂŁo-renormalizabilidade da gravidade de Einstein Ă© bem conhecido. Isso levou dezenas de tentativas de tratá-lo como uma teoria de baixa energia. Por exemplo, na teoria das cordas, a equação clássica de Einstein Ă© apenas o primeiro termo em uma sĂ©rie infinita de correções gravitacionais”, diz Hamidreza Fazlollahi, estudante de pĂłs-graduação no Instituto Educacional e CientĂfico de Gravidade e Cosmologia da Universidade RUDN, que desenvolveu a nova teoria, em um comunicado Ă imprensa.
“Assim, Ă© possĂvel que, em altas energias e/ou dentro do horizonte de eventos de buracos negros, a curvatura do espaço-tempo e a gravidade se desviem da teoria geral da relatividade de Einstein. Isso pode ser explicado de diferentes maneiras. No entanto, em qualquer caso, a lei da conservação de energia-momento pode ser violada em nĂveis elevados de energia.”
Para lidar com isso, Fazlollahi desenvolveu um novo modelo gravitacional, chamado de Teoria modificada não conservada da gravidade. Isso introduz uma ideia radical: E se, em certas condições, a energia e o momento em algumas partes do universo pudessem mudar ao longo do tempo?
Este conceito Ă© semelhante a sugerir que prĂ©dios ou carros em nossa cidade poderiam ganhar ou perder energia espontaneamente, desafiando uma lei fundamental da fĂsica.A teoria postula que, em regiões de espaço-tempo curvo, as regras que pensávamos serem imutáveis podem nem sempre se aplicar.
Ela parte da relação de Gibbs-Duhem, uma equação usada em termodinâmica para descrever mudanças em um sistema. A equação resultante se assemelha à equação clássica de Einstein, mas inclui fatores e constantes únicos. Notavelmente, as novas equações de campo incorporam dois termos adicionais, considerando dinâmicas de temperatura-entropia e interação de carga.
Esse modelo inovador mostra consistĂŞncia promissora em diferentes ambientes e tem potencial para várias aplicações em pesquisas astrofĂsicas e astronĂ´micas. Fazlollahi testou a teoria analisando duas fases do desenvolvimento do universo: o perĂodo inflacionário e a fase de expansĂŁo acelerada. Os resultados se alinham bem com observações experimentais.
“O modelo nĂŁo apresentou discrepâncias em relação Ă gravidade de Einstein para o vácuo”, explica Fazlollahi.
Esse avanço representa um passo significativo na compreensĂŁo da gravidade, especialmente em condições extremas, e pode abrir caminho para novas descobertas sobre os mistĂ©rios do universo. A conformidade do modelo com dados experimentais sugere que ele pode ser uma ferramenta valiosa para futuras pesquisas em astrofĂsica e cosmologia.
Implicações da gravidade modificada
As ramificações da teoria da gravidade modificada nĂŁo conservada sĂŁo vastas e particularmente significativas em dois perĂodos crĂticos da histĂłria do universo: o perĂodo inflacionário do inĂcio do universo e o universo em tempos tardios dominado pela energia escura.
1. PerĂodo inflacionário: O universo inicial passou por uma fase de expansĂŁo rápida, conhecida como inflação. A teoria de Fazlollahi sugere que durante esse perĂodo, a nĂŁo conservação de energia e momento pode ter desempenhado um papel, oferecendo novas perspectivas sobre os momentos iniciais do universo.
2. Universo em tempos tardios: Ao observarmos a expansĂŁo acelerada do universo hoje, amplamente atribuĂda Ă energia escura, essa nova teoria poderia proporcionar uma nova visĂŁo de como essa força misteriosa opera.
O estudo da nova teoria foi publicada no Jornal The European Physical.
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