Cientistas que estão por trás de uma teoria de que a velocidade da luz é variável – e não constante como Einstein sugeriu – fizeram uma previsão que poderia de fato ser testada.

Einstein observou que a velocidade da luz permanecia a mesma em qualquer situação, e isso significava que o espaço e o tempo poderiam ser diferentes em situações diferentes. A suposição de que a velocidade da luz seria constante, e sempre teria sido, sustenta muitas teorias da física, como a teoria de Einstein da relatividade geral. Em particular, ela desempenha um papel nos modelos do que aconteceu no universo primitivo, segundos após o Big Bang.

Mas alguns pesquisadores sugeriram que a velocidade da luz poderia ter sido muito maior neste universo inicial. Agora, um dos autores da teoria, o professor João Magueijo do Imperial College of London, trabalhando com o Dr. Niayesh Afshordi no Instituto Perimeter no Canadá, fez uma previsão que poderia ser usada para testar a validade da teoria.

As estruturas no universo, por exemplo as galáxias, são todas formadas por flutuações no universo primitivo – pequenas diferenças de densidade em certas regiões. Um registro dessas flutuações precoces está impresso no fundo de microondas cósmico – um mapa da luz mais antiga do universo – na forma de um “índice espectral”.

Trabalhando com sua teoria de que as flutuações foram influenciadas por uma velocidade variável de luz no início do universo, o Professor Magueijo e o Dr. Afshordi usaram agora um modelo para colocar um valor exato no índice espectral. A figura prevista e o modelo em que se baseia estão publicados na revista Physical Review D.

Os cosmólogos estão obtendo, cada vez mais, leituras precisas desta figura, de modo que a previsão poderia ser testada em breve – confirmando ou descartando o modelo da equipe do universo inicial. Sua figura é muito precisa (0.96478). Isto está próximo da estimativa atual das leituras por detrás do “microondas cósmico”, que o coloca em torno de 0,968, com alguma margem de erro.

O professor Magueijo disse: “A teoria, que propusemos pela primeira vez no final da década de 1990, atingiu agora um ponto de maturidade e produziu uma previsão testável. Se as observações num futuro próximo revelarem esse número como correto, haverá uma modificação da teoria da gravidade de Einstein. A ideia de que a velocidade da luz poderia ser variável era radical quando proposta pela primeira vez, mas com uma previsão numérica ela se torna algo que os físicos podem realmente testar. Se verdadeira, isso significaria que as leis da natureza não eram sempre as mesmas que são hoje.”

A testabilidade da variável velocidade da teoria da luz distingue-a da teoria rival mais dominante: inflação. A inflação diz que o universo primitivo passou por uma fase de expansão extremamente rápida, muito mais rápida do que a atual taxa de expansão do universo. Essas teorias são necessárias para superar o que os físicos chamam de “problema do horizonte”, e o universo como vemos hoje parece estar em toda parte amplamente o mesmo, tendo por exemplo uma densidade relativamente homogênea.

Isso só poderia ser verdade se todas as regiões do universo fossem capazes de influenciar umas às outras. No entanto, se a velocidade da luz sempre foi a mesma, então não passou tempo suficiente para a luz ter viajado para a borda do universo e ‘até mesmo’ a energia tê-lo feito. Como uma analogia, para aquecer um quarto uniformemente, o ar quente dos radiadores em cada extremidade tem que viajar através da sala e misturar completamente. O problema para o universo é que a “sala” – o tamanho observado do universo – parece ser muito grande para que isso tenha acontecido no tempo desde que foi formado.

A velocidade variável da teoria da luz sugere que a velocidade da luz era muito maior no início do universo, permitindo que as bordas distantes fossem conectadas à medida que o universo se expandisse. A velocidade da luz teria então caído de uma forma previsível à medida que a densidade do universo mudasse.

Esta variabilidade levou a equipe à previsão publicada nos dias de hoje: a teoria alternativa é a inflação, que tenta resolver esse problema dizendo que o universo muito primitivo se estabilizou quando era incrivelmente pequeno e, de repente, teria se expandido com a uniformidade já impressa nele. Enquanto isto significa que a velocidade da luz e as outras leis da física como as conhecemos são preservadas, requer a invenção de um “campo de inflação” – um conjunto de condições que só existiam na época.

[Science Daily]

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