Durante muitos anos, os cientistas acreditaram que a matéria escura e a energia escura constituem a maior parte do universo. Mas novas pesquisas desafiam que este ingrediente misterioso pode não existir. Em vez disso, os efeitos que atribuímos poderiam surgir naturalmente se as forças fundamentais do universo enfraquecessem gradualmente à medida que este se tornasse maior.
A investigação, liderada por Rajendra Gupta, professor associado do Departamento de Física da Universidade de Ottawa, sugere que mudanças graduais na força das forças naturais (como a gravidade) ao longo do tempo e do espaço podem explicar alguns dos surpreendentes comportamentos cosmológicos. Isto inclui como as galáxias giram, evoluem e se aglomeram, bem como como o universo se expande.
Desafiando suposições de retenção de longo prazo
“As forças do universo enfraquecem, em média”, explica o professor Gupta. “Esta fraqueza parece indicar que um choque misterioso expande rapidamente o universo (que é identificado como energia escura). No entanto, à escala galáctica e de aglomerados de galáxias, a variação destas forças sobre o seu espaço gravitacionalmente ligado resulta num excesso de gravidade (que se pensa ser devido à matéria escura). Mas essas coisas também podem ser enfraquecidas pela força perturbadora da energia.”
Ele continua: “Dois fenômenos diferentes são necessários para serem explicados pela matéria escura e pela energia escura: o primeiro está na escala cósmica, ou seja, o universo é homogêneo e o mesmo em todas as direções em escalas maiores que 600 milhões de anos-luz. O segundo está na escala astrofísica, ou seja, em escalas menores, dois aspectos ideais e dependentes da escala do universo. Equações diferentes são as únicas necessárias para explicar observações usando matéria escura e energia escura. A nossa é explicada pela mesma equação e sem matéria escura ou energia escura.”
Gupta acrescentou que o método fornece uma estrutura única para explicar observações como rotação de galáxias, agrupamento e curvatura da luz em torno de objetos massivos. “É simplesmente o resultado das constantes mudanças e derretimentos da natureza à medida que o universo envelhece”, diz ele.
Um novo modelo na escala galáctica
Em trabalhos anteriores, o Professor Gupta questionou a existência de matéria escura na escala cósmica. Sua pesquisa mais recente estende essa ideia a escalas astrofísicas menores, examinando como as galáxias giram.
Neste modelo, um parâmetro conhecido como α surge quando as constantes de acoplamento – quantidades que descrevem a intensidade das forças fundamentais – podem evoluir. Este termo α atua como um componente adicional na equação gravitacional, reproduzindo o mesmo efeito tradicionalmente explicado pela matéria escura e pela energia escura.
Em grandes escalas, α é tratado como uma constante (por exemplo, usando dados de supernovas). Localmente, dentro da galáxia, α muda dependendo de como a matéria comum (buracos negros, estrelas, planetas e gás) está distribuída. Nas regiões ricas em materiais, o efeito é menor; Em raras regiões, é mais forte. Como resultado, o modelo explica naturalmente porque é que as estrelas nas regiões exteriores de uma galáxia se movem mais rapidamente do que o esperado, sem invocar halos de matéria escura invisíveis.
Repensando a linha do tempo do universo
Gupta acredita que esta abordagem poderia ajudar a resolver enigmas astronômicos de longa data. “Durante anos, temos lutado para explicar como as galáxias no início do Universo se formaram tão rapidamente e se tornaram tão massivas”, observa ele. “Com o nosso modelo, você não precisa assumir quaisquer partículas extraterrestres ou quebrar as leis da física. A linha do tempo do universo simplesmente se expande, quase duplicando a idade do universo, e abrindo espaço para o que observamos.”
Ao alargar eficazmente a linha temporal do desenvolvimento do Universo, o modelo torna mais fácil compreender como é que estruturas massivas – como galáxias e buracos negros – se puderam formar tão rapidamente após o Big Bang.
Esta teoria poderia mudar drasticamente a nossa compreensão do cosmos. Sugere mesmo que a busca de décadas por partículas de matéria escura, que custou milhares de milhões de dólares, pode não ser necessária. Mesmo que tais partículas exóticas fossem descobertas, argumentou Gupta, ainda representariam cerca de seis vezes a massa da matéria comum.
“Às vezes, a explicação mais simples é a melhor. Talvez o maior mistério do universo seja o truque pregado pelas constantes evolutivas da natureza”, conclui.
O estudo, intitulado “Testing CCC+TL Cosmology with Galaxy Rotation Curves”, aparece na revista revisada por pares galáxia
