Aqui estão seis grandes questões sobre o nosso universo que a física atual não pode responder:
- O que é a energia escura, a energia misteriosa que parece estar acelerando a expansão do universo?o que é a matéria negra, a substância invisível que só podemos detectar pelo seu efeito gravitacional nas estrelas e galáxias?o que causou a inflação, a expansão cega e rápida do universo imediatamente após o Big Bang?já agora, o que causou o Big Bang?existem muitos Big Bangs ou universos possíveis?,existe uma característica reveladora associada à morte de um universo?apesar dos esforços de alguns dos cérebros mais brilhantes do mundo, o modelo padrão da física de partículas – a nossa melhor teoria actual de como o universo funciona a um nível fundamental – não tem solução para estes problemas.
uma nova teoria convincente afirma resolver todos os seis em uma única varredura. A resposta, de acordo com um artigo publicado no Jornal físico Europeu C por Herb Fried da Brown University e Yves Gabellini da INLN-Université de Nice, pode ser uma espécie de partícula chamada tachyon.,os Taquiões são partículas hipotéticas que viajam mais rápido que a luz. De acordo com a teoria da relatividade especial de Einstein – e de acordo com experiências até agora – no nosso mundo “real”, as partículas nunca podem viajar mais rápido do que a luz. O que é ainda bem: se o fizessem, as nossas ideias sobre causa e efeito seriam atiradas pela janela, porque seria possível ver um efeito Manifesto antes da sua causa.,
Embora é elegantemente simples na sua concepção, Frito e Gabellini do modelo é controverso, porque requer a existência desses tachyons: especificamente carregada eletricamente, fermionic tachyons e anti-tachyons, flutuando como partículas virtuais no vácuo quântico (QV). (A idéia de partículas virtuais em si não é nada de novo: no modelo padrão, forças como o eletromagnetismo são consideradas como campos de partículas virtuais constantemente se ducando para dentro e para fora da existência. Juntas, todas estas partículas virtuais formam o vácuo quântico.,)
But special relativity, though it bars faster-than-light travel for ordinary matter and photons, does not entirely exclude the existence of tachyons. Como Fried explica, ” na presença de um evento de enorme energia, como uma explosão de supernova ou o próprio Big Bang, talvez esses Taquiões virtuais possam ser arrancados do QV e enviados voando para o vácuo real (RV) do nosso mundo cotidiano, como partículas reais que ainda não foram medidas.,”
se estes Taquiões cruzarem a fronteira velocidade-da-luz, os investigadores acreditam que as suas grandes massas e pequenas distâncias de interacção introduziriam no nosso mundo uma imensuravelmente pequena quantidade de ‘a-causalidade’.Fried and Gabellini arrived at their tachyon-based model while trying to find an explanation for the dark energy throughout space that appears to fuel the accelerating expansion of the universe. Eles propuseram pela primeira vez que a energia escura é produzida por flutuações de pares virtuais de elétrons e positrões.,
no entanto, este modelo teve dificuldades matemáticas com números imaginários inesperados. Na relatividade especial, no entanto, a massa restante de um tachyon é um número imaginário, ao contrário da massa restante de partículas ordinárias. Enquanto as equações e números imaginários no novo modelo envolvem muito mais do que massas simples, a ideia é sugestiva: Gabellini percebeu que, ao incluir pares flutuantes de Taquiões e anti-Taquiões, ele e Fried poderiam cancelar e remover os números imaginários indesejados de seus cálculos., Além disso, um enorme bônus se seguiu dessa resposta criativa à necessidade matemática: Gabellini e Fried perceberam que adicionando seus Taquiões ao modelo, eles poderiam explicar a inflação também.
“esta suposição não pode ser negada por qualquer teste experimental”, diz Fried – e o modelo se encaixa lindamente com dados experimentais existentes sobre energia escura e energia de inflação.é claro que tanto Fried como Gabellini reconhecem que muitos físicos são cautelosos com teorias baseadas em suposições tão radicais.,
mas, tomado como um todo, seu modelo sugere a possibilidade de um mecanismo unificador que dá origem não só à inflação e energia escura, mas também à matéria escura. Os cálculos sugerem que estes Taquiões de alta energia absorveriam quase todos os fotões que emitem e, portanto, seriam invisíveis.
E mais: como Frito, explica, “Se uma alta energia tachyon lançados em reais de vácuo (RV) foram, em seguida, para encontrar e aniquilar com um anti-tachyon da mesma espécie, este pequeno quantum “explosão” de energia poderia ser a semente de um novo Big Bang, dando origem a um novo universo., Essa ‘ semente ‘seria uma densidade de energia, naquele ponto de aniquilação, que é tão grande que uma’ lágrima ‘ ocorre na superfície separando o vácuo quântico do RV, e as enormes energias armazenadas no QV são capazes de explodir seu caminho para o RV, produzindo o Big Bang de um novo universo. E ao longo de várias eras, esta situação pode acontecer várias vezes.”
This model-like any model of such non-replicable phenomena as the creation of the universe-may be simply characterized as a tantalizing set of speculations., No entanto, ele não só se encaixa com dados sobre inflação e energia escura, mas também oferece uma solução possível para mais um mistério observado.
nos últimos anos, astrônomos perceberam que o buraco negro no centro da nossa galáxia Via Láctea é ‘supermassivo’, contendo a massa de um milhão ou mais sóis. E o mesmo tipo de Buraco negro supermassivo (SMBH) pode ser visto nos centros de muitas outras galáxias em nosso universo atual.
exatamente como tal forma de objetos ainda é uma questão em aberto., A energia armazenada no QV é normalmente grande o suficiente para neutralizar a tendência gravitacional das galáxias para colapsar sobre si mesmas. Na teoria de Fried e Gabellini, no entanto, quando um novo universo se forma, uma enorme quantidade de energia QV do antigo universo escapa através da “lágrima” feita pela aniquilação tachyon-anti-tachyon (o novo Big Bang). Eventualmente, mesmo partes distantes do antigo universo serão afetadas, como a energia QV do antigo universo vaza para o novo universo como o ar escapando através de um buraco em um balão., A diminuição deste tampão de energia QV contra a gravidade no antigo universo sugere que à medida que o antigo universo morre, muitas de suas galáxias formarão SMBHs no novo universo, cada um contendo a massa dos ex-sóis e planetas da antiga galáxia. Alguns destes novos SMBHs podem formar os centros de novas galáxias no novo universo.
“Esta pode não ser uma imagem muito agradável”, diz Fried, falando do possível destino do nosso próprio universo. “Mas é pelo menos cientificamente consistente.,”
E no mundo estranho e intestável de Big Bangs e universos múltiplos, consistência pode ser o melhor que podemos esperar.