O universo pode estar se devorando por dentro, mas não se preocupe: os físicos que estudam esse fenômeno, chamado de "decadência do espaço-tempo", acham que é improvável.
A ideia de que em alguns cenários de desenvolvimento o universo seria completamente destruído por uma bolha de nada em expansão não é lembrada desde 1982, quando o físico teórico Witten apresentou a possibilidade de uma autocrítica do universo na revista Nuclear Physics. Ele escreveu: "Um buraco se forma espontaneamente no espaço e rapidamente se expande até o infinito, absorvendo tudo o que pode ocorrer no caminho."
Considerando que uma bolha de nada destruiu o universo 13 bilhões de anos antes da publicação do artigo, ou 38 anos depois, seria razoável não dar atenção a tais teorias. Mas três físicos da Universidade de Oviedo, na Espanha, e da Universidade de Uppsala, na Suécia, argumentam que podemos nos beneficiar da ideia de uma bolha que tudo consome e destrói o universo.
O fato de que nosso universo é principalmente vácuo é uma das razões pelas quais ele existe em um estado relativamente estável. Na teoria quântica de campos, que liga a física quântica e a dinâmica do espaço-tempo, o vácuo é entendido como o estado de energia mínimo possível.
Estados quânticos "excitados" com energias acima do estado de vácuo não duram muito e têm uma tendência a se acalmar rapidamente para estados de energia mais baixos emitindo fótons. O vácuo, por outro lado, não tem estados de energia inferior aos quais se possa continuar a decair e, portanto, existe em um estado estável.
Como a maior parte do nosso universo está no vácuo, em um estado de energia mínima, não precisamos nos preocupar com a decadência do espaço-tempo. No entanto, na física teórica, tais suposições não têm lugar.
No início da década de 1970, vários físicos russos exploraram separadamente a ideia de que há algo entre um vácuo estável e um não-vácuo instável: um estado semelhante ao vácuo que parece estável devido ao seu longo período de pré-decadência. Esse "falso vácuo" ajuda a eliminar inconsistências nas teorias sobre as condições iniciais do universo.
Embora o conceito de um falso vácuo tenha sido proposto para descrever apenas a transição pré-Big Bang, pesquisas recentes no campo de Higgs (o campo de força quântica detectado pelo acelerador de partículas do CERN) sugere que ainda podemos viver em um falso vácuo: o que antes era considerado estável (a energia mais baixa) O estado de Higgs pode não ser o estado de energia mais baixa.
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A possibilidade de que a estabilidade de nosso universo seja uma ilusão muito duradoura levantou a questão de como e por que razão um fino vácuo falso poderia desaparecer. Uma resposta é por causa da "bolha do nada".
Uma bolha do nada é um exemplo de “bolha espaço-tempo”, onde o espaço-tempo tem propriedades diferentes dentro e fora da bolha. Se uma bolha de nada se formar espontaneamente no espaço de um falso vácuo, ela crescerá e, por fim, absorverá todo o Universo.
Mas por que nenhuma bolha se formou ainda? A resposta está na teoria das cordas, uma candidata popular e bem-sucedida ao título de “teoria de tudo”, que descreve cordas minúsculas com propriedades que faltam a outras partículas fundamentais. Em particular, as cordas têm um estado oscilatório que explica a gravidade quântica. Em outras palavras, a teoria combina fenômenos da física quântica com os efeitos dos campos gravitacionais. É por isso que a teoria das cordas é tão popular.
A matemática da teoria das cordas só funciona se houver mais de quatro dimensões: três dimensões espaciais, uma dimensão temporal e, em seguida, muitas outras dimensões que são tão pequenas que não podem ser detectadas - são fortemente comprimidas e ocultas e deduzidas puramente matematicamente.
De acordo com essa matemática, nada se formará no espaço-tempo 4D. Seu lugar é apenas no espaço-tempo multidimensional "desigual".
Em outras palavras, como observa o teórico das cordas tcheco Lubos Motl, uma bolha de nada é perigosa, porque, se fosse acontecer, já deve ter acontecido.
Dessa forma, não precisamos nos preocupar com a bolha engolindo todo o espaço-tempo. Mas se você está se perguntando como era o universo antes do Big Bang, então definitivamente vale a pena estudar a teoria das bolhas, nada mais de perto.
Kirill Panov
