A antigravidade poderia explicar a matéria escura e a energia escura?

Existem alguns grandes espaços reservados em nossa compreensão do universo: energia escura , matéria escura , ondas gravitacionais . Estes são os nomes das coisas que deve existem com certas propriedades gerais para que nossas noções mais queridas do universo não entrem em colapso, mas sua natureza precisa ainda é indeterminada.

Tudo parece um pouco precário, pois provar a inexistência de qualquer um desses conceitos pode colocar outras noções mais certas em questão, como a constância da força gravitacional em todo o universo. E enquanto temos esses grandes espaços em branco obscurecendo vastas regiões de compreensão, temos algo parecido com o oposto na antimatéria: podemos vê-la facilmente em laboratórios e na natureza, mas não tem o imenso vazio cósmico para encaixá-lo. Um deveria existir lá fora, mas não o vemos. O universo parece ser composto quase inteiramente de matéria regular .

Então, podemos fazer uma conexão: há grandes espaços em branco aos quais damos nomes enigmáticos e, ao mesmo tempo, temos um conceito bem conhecido que deveria ter um grande espaço em branco cósmico mas não tem. De acordo com para um pedaço sai esta semana em Mundo da física , uma dupla de pesquisadores da Itália Observatório Astrofísico de Turim estão reivindicando um método prático para reunir evidências para um modelo cosmológico totalmente novo que apagaria esses espaços em branco em favor de um modelo envolvendo antigravidade.

A antigravidade é uma propriedade teorizada de antimatéria em que responde a um campo gravitacional exatamente da maneira oposta, como poderíamos esperar da matéria normal. A mesma coisa deveria valer para matéria-matéria na presença de um campo antigravitacional: caindo. Você pode ver o fascínio nesse tipo de simetria.

Na verdade, a teoria que o par está avançando é ainda mais simétrica. Desenvolvido pela primeira vez pelo físico do CERN Dragan Hajdukovic , a ideia geral se baseia na noção de que não existe espaço vazio. Em vez disso, no nível básico do nada, encontraríamos uma espuma contínua de partículas 'virtuais' sendo criadas e rapidamente destruídas. A interpretação Hajdukovic adiciona antigravidade. Dentro da espuma quântica, sabemos que tanto uma partícula regular quanto uma antipartícula estão sendo criadas (é assim que qualquer partícula com massa é criada), e se a antigravidade fosse real, essas partículas se repeliriam, pois teriam gravidade oposta ' cobranças.'

Tomado em escalas muito grandes, encontraríamos muito de repulsão nos espaços vazios do universo, e isso pode ser o que pensaríamos como energia escura — a força responsável pela expansão acelerada do universo. É um pensamento tentador, mas agora estamos chegando ao estágio em que podemos testar como a antimatéria se comporta em resposta à gravidade; a suposição atual é que ela se comportará da mesma forma que a matéria regular, o que na verdade é bastante razoável. Espere confirmação a favor ou contra a teoria da antigravidade em um futuro muito próximo, pois experimentos estão atualmente em andamento no CERN definindo 'limites de queda livre' em átomos de anti-hidrogênio presos.

Enquanto isso, no entanto, os físicos podem ficar loucos. A ideia de Hajdukovic também leva em conta a matéria escura, além da energia escura, pois as partículas virtuais espumando através de vácuos quânticos exercerão algumas atraente atração gravitacional também, ampliando os efeitos gravitacionais normais de objetos no espaço. O vácuo quântico é, portanto, atraente e repulsivo da maneira correta para explicar nossos problemas 'escuros'.

Hajdukovic sugeriu que isso poderia ser testado usando algum objeto estelar muito pequeno que tenha um satélite ainda menor viajando em uma órbita elíptica. Agora, os pesquisadores de Turim acham que encontraram um candidato adequado no planeta anão UX25, que orbita o Sol na região geral de Netuno e pode ser observado usando telescópios de corrente ou corrente próxima.

'Na suposição de que partículas e antipartículas que formam o QV [vácuo quântico] têm carga gravitacional oposta, a energia QV pode ser compatível com aquela atribuída à energia escura e a mesma hipótese pode ser usada para explicar os efeitos agora atribuídos à matéria escura', uma papel recente da dupla de Turim resume. 'Do ponto de vista astronômico, no entanto, as consequências de atribuir um efeito gravitacional ao QV devem, em princípio, ser consideradas em todas as escalas, não apenas nas cosmológicas necessárias para explicar o efeito da energia escura.'

Quanto ao UX25, está longe o suficiente do sol para ser visto como um sistema 'fechado', gravitacionalmente falando. 'A fonte de gravidade adicional representada por [espuma quântica] induziria necessariamente um desvio da simetria perfeita do campo gravitacional que é necessário para ter órbitas fechadas', continua o artigo, 'e, portanto, mostrar-se como um excesso do deslocamento de o pericentro de um corpo orbitando em torno de uma fonte de gravidade central.'

Em termos mais simples, dada a sensibilidade relativamente alta do sistema à influência gravitacional, 'As propriedades dos vácuos quânticos descritas na teoria de Hajdukovic aplicariam uma força [gravitacional] adicional em UX25, perturbando a órbita do sistema', Alberto Vecchiato, meio da equipe de Turim, disse Mundo da física . A influência gravitacional extra induziria uma oscilação extra no sistema planeta-anão, grande o suficiente para ser detectável pelo Telescópio Espacial Hubble e seu sucessor, o Telescópio Espacial James Webb. De acordo com o artigo, seria mais provável que fosse o último, no entanto, já que a detecção levará alguns anos de observação contínua e o HST está saindo.

A teoria Hajdukovic não é exatamente uma candidata popular dentro da astrofísica e cosmologia, e eu perguntei Vecchiato e seu coautor do estudo, Mario Gai, quais eles achavam que as chances eram de obter os anos necessários de tempo de telescópio para fazer as observações necessárias do UX25.

'Na verdade, a questão de obter tempo de observação é crítica', respondeu Gai. 'Para um assunto arriscado, que pode ou não dar resultados - o que, de qualquer forma, seria muito importante - é possível, mas longe de ser garantido, obter alguns recursos. Institutos e agências estão prontos para assumir alguns riscos, após uma avaliação completa , se o retorno potencial for alto. Para [telescópio espacial James Webb] ou grandes telescópios [óticos] AO terrestres, o problema pode ser aceitável. Mas ainda não chegamos lá.' Nem, deve-se notar, o próprio James Webb: ele será lançado em 2018, espero.

Gai observou que as propriedades únicas do UX25 fazem valer a pena observá-lo por razões muito além das teorias antigravitacionais. 'UX25 é uma 'partícula de teste' interessante, bastante sensível a perturbações, qualquer que seja sua fonte', disse ele. 'Assim, faria sentido monitorá-lo, verificar se há desvios
da física conhecida.'

E os desvios da física conhecida são sempre apenas setas em direção à nova física, incluindo a antigravidade ou não.