Simulações de supercomputadores mostraram que a teoria da Relatividade Geral de Einstein pode não ser a única maneira de explicar como a gravidade funciona ou como as galáxias se formam.
Físicos da Universidade de Durham, no Reino Unido, simularam o cosmos usando um modelo alternativo de gravidade - a gravidade f(R) - a chamada Teoria do Camaleão.
As imagens resultantes produzidas pela simulação mostram que galáxias como a nossa Via Láctea ainda poderiam se formar no universo, mesmo com diferentes leis da gravidade.
As descobertas mostram a viabilidade da Teoria do Camaleão - assim chamada porque altera o comportamento de acordo com o ambiente - como uma alternativa à Relatividade Geral na explicação da formação de estruturas no universo.
A pesquisa também poderia ajudar a entender melhor a energia escura - a substância misteriosa que está acelerando a taxa de expansão do universo.
Os resultados são publicados na Nature Astronomy.
A relatividade geral foi desenvolvida por Albert Einstein no início dos anos 1900 para explicar o efeito gravitacional de objetos grandes no espaço, por exemplo, para explicar a órbita de Mercúrio no sistema solar.
É a base da cosmologia moderna, mas também desempenha um papel na vida cotidiana, por exemplo, no cálculo de posições de GPS em smartphones.
Os cientistas já sabem, por cálculos teóricos, que a teoria dos camaleões pode reproduzir o sucesso da relatividade geral no sistema solar.
A equipe de Durham mostrou agora que esta teoria permite que galáxias realistas como a nossa Via Láctea se formem e possam ser distinguidas da Relatividade Geral em escalas cosmológicas muito grandes.
O autor do estudo co-autor Dr. Christian Arnold, do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham, disse: "A teoria do camaleão permite que as leis da gravidade sejam modificadas para que possamos testar o efeito das mudanças na gravidade na formação de galáxias.
Imagens geradas por computador mostrando uma galáxia de disco a partir de uma simulação de gravidade modificada estão disponíveis. As imagens mostram (lado direito da imagem, na cor vermelho-azul) a densidade do gás dentro do disco da galáxia com as estrelas mostradas como pontos brilhantes. O lado esquerdo das imagens mostra as mudanças de força no gás dentro do disco, onde as regiões centrais escuras correspondem às forças padrão da Relatividade Geral e as regiões amarelas brilhantes correspondem a forças aprimoradas (forças modificadas).
"Através de nossas simulações, mostramos pela primeira vez que mesmo se você mudar a gravidade, isso não impediria a formação de galáxias de disco com braços em espiral."
"Nossa pesquisa definitivamente não significa que a Relatividade Geral esteja errada, mas mostra que ela não precisa ser a única maneira de explicar o papel da gravidade na evolução do universo."
Os pesquisadores analisaram a interação entre a gravidade na Teoria do Camaleão e os buracos negros supermassivos que se situam no centro das galáxias.
Os buracos negros desempenham um papel fundamental na formação das galáxias, pois o calor e o material que eles ejetam ao engolir a matéria circundante podem queimar o gás necessário para formar estrelas, impedindo efetivamente a formação de estrelas.
A quantidade de calor expelida pelos buracos negros é alterada pela mudança da gravidade, afetando a forma como as galáxias se formam.
No entanto, as novas simulações mostraram que mesmo considerando a mudança na gravidade causada pela aplicação da Teoria do Camaleão, as galáxias ainda eram capazes de se formar.
A relatividade geral também tem consequências para entender a expansão acelerada do universo.
Os cientistas acreditam que esta expansão está sendo impulsionada pela energia escura e os pesquisadores de Durham dizem que suas descobertas podem ser um pequeno passo para explicar as propriedades dessa substância.
Pesquisador co-autor Baojiu Li, do Instituto Durham da Universidade de Cosmologia Computacional, disse: "Na relatividade geral, os cientistas respondem pela expansão acelerada do Universo, introduzindo uma misteriosa forma de matéria chamada energia escura - cuja forma mais simples pode ser uma constante cosmológica, cuja densidade é uma constante no espaço e no tempo.
"No entanto, alternativas para uma constante cosmológica que explicar a expansão acelerada, modificando a lei da gravidade, como a gravidade f(R), também são amplamente considerada, considerando o quão pouco que se sabe sobre a energia escura."
Os pesquisadores de Durham esperam que suas descobertas possam ser testadas por meio de observações usando o telescópio Square Kilometre Array (SKA), com sede na Austrália e na África do Sul, que deve começar as observações em 2020.
O SKA será o maior radiotelescópio do mundo e pretende desafiar a teoria da relatividade geral de Einstein, observar como as primeiras estrelas e galáxias se formaram após o Big Bang e ajudar os cientistas a entender a natureza ou a energia escura.
Via: Phys
Via: Phys
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Graduado em Física pela UEPB. Mestre em física com ênfase em Cosmologia pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, etnoastronomia, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência em informática e Física. Artista plástico. Fundador do Projeto Mistérios do Universo. Membro da Associação Paraibana de Astronomia e da Sociedade Astronômica Brasileira. Pai, nerd, colecionador, aficionado pela arte, por livros, pela ciência, pela astronomia e pelo Universo.
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