O físico de Harvard Qumran Wafa é um dos mais fortes defensores da teoria das cordas. Mas neste verão, outros teóricos das cordas atacaram sua última proposta, que poderia desacreditar suas idéias com base na suposição de uma década de que a energia escura é constante (constante). O trabalho de Wafa implica que o significado da energia escura está mudando. A energia escura inconstante é uma consequência da tentativa de Wafa e seus colaboradores de aplicar a teoria das cordas a um universo como o nosso, onde o próprio vácuo do espaço tem alguma energia inerente.
Se sua hipótese (e a própria teoria das cordas) for verdadeira, a energia escura, essa substância misteriosa, que responde por mais de 70% da massa e da energia total do universo e que acelera sua expansão, será a força da mudança. Mas a energia escura persistente há muito serve de base para muitas ideias na teoria das cordas - portanto, é paradoxal que seja a energia escura inconstante que pode levar ao sucesso da teoria.
Energia escura e teoria das cordas
“Pela primeira vez, podemos aprender algo com a teoria das cordas que pode ser medido”, diz o cientista Timm Wreiss, do Instituto de Física Teórica da Universidade de Tecnologia de Viena, na Áustria. "Mas não sei se isso vai realmente acontecer ou não."
Vamos começar do início: vivemos em um universo que parece seguir regras. Nas escalas maiores, objetos grandes seguem as regras da relatividade geral, interagindo uns com os outros por meio da força da gravidade. Na menor escala, as partículas subatômicas seguem as regras da mecânica quântica e da teoria quântica de campos, interagindo por meio de campos de força que se manifestam como partículas portadoras de força. Mas a matemática não bate quando você tenta explicar a relatividade geral como uma grande extensão da teoria quântica de campos. Uma teoria mais ampla, a teoria das cordas, tenta combinar a relatividade geral com a mecânica quântica e, nela, cada partícula é representada por uma corda minúscula, cujas vibrações em um espaço mais multidimensional codificam as propriedades que os cientistas observam.
No entanto, a teoria não é totalmente precisa. Em vez disso, é uma base matemática abrangente, uma estrutura a partir da qual os cientistas podem derivar teorias sobre nosso universo, bem como sobre o vasto número de outros universos permitidos. Os teóricos das cordas esperam que nosso universo seja uma dessas possibilidades. Outros acreditam que a teoria das cordas está fundamentalmente errada, mas esse não é o ponto agora.
As teorias das cordas precisam explicar um universo como o nosso em todos os aspectos para serem consideradas corretas. Nosso universo, aparentemente, consiste em 4% de matéria (a substância que vemos), 25% de matéria escura misteriosa e o resto, como mostrado por observações em 1988, cai na "energia escura". Os teóricos das cordas trabalharam com o pressuposto de que a força da energia escura não muda, e suas teorias evoluíram. Mas Wafa e seus co-autores sugeriram em um artigo neste verão que, para existir de acordo com as regras da teoria das cordas, nosso universo deve ter um campo de energia escura cujo valor está diminuindo.
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Se o valor da energia escura mudar, isso será importante para aqueles cujas teorias se baseiam na suposição de que a energia escura é constante. “Talvez precisemos voltar ao básico”, diz Wreiss. Isso também mudaria a compreensão da evolução do universo - tanto no passado quanto no futuro.
A hipótese de Wafa foi inicialmente bastante poderosa e levou a "uma enorme excitação", diz Wreiss. Serviu como um apelo à ação para os teóricos das cordas que sentiam que a estrutura estava sob ameaça. Alguns disseram imediatamente que era um absurdo - a física de Stanford Eva Silverstein disse a Quanta que a suposição se baseava em outras suposições e que a análise era "altamente questionável". Outros usam este documento como uma oportunidade para verificar se suas teorias podem de fato descrever um universo como o nosso.
Wreiss e outros criticaram o trabalho de Wafa e seu grupo, e suas opiniões foram publicadas na Physical Review D. O trabalho de Wreiss descobriu que algumas das propriedades alegadas de nosso próprio universo, em particular aquelas associadas ao campo do bóson de Higgs, contradizem essencialmente algumas suposições matemáticas. Por exemplo, a suposição original era que o comportamento do campo físico que impulsiona a energia escura é derivado de uma função matemática sem altos e sem baixos, uma linha em um gráfico sem picos ou baixos. Vreiss descobriu que a presença de um campo de força associado ao bóson de Higgs requer um pico nessa função.
Mas o trabalho de Vreiss não descarta a ideia de Wafa - Wafa simplesmente refinou a suposição para que fosse melhor aplicada ao universo em que vivemos. Existem outros trabalhos semelhantes, e Wafa concorda com os esclarecimentos.
O que é realmente interessante é que logo descobriremos se o trabalho de Wafa oferece uma previsão da teoria das cordas testada experimentalmente. Essa seria a primeira consequência comprovável da teoria das cordas. Alguns experimentos podem testar se a energia escura muda com o tempo ou permanece constante, e podem fazer isso nos próximos anos.
Então, uma mudança de paradigma está surgindo no horizonte? “A maioria dos cientistas não dirá que essa hipótese é verdadeira ou falsa”, diz Wreiss. O próprio Wafa acredita que pode estar errado, e isso também fala da importância da teoria das cordas. “Mas e se Wafa estiver certo?”, Diz Vreiss. "Isso seria o mais importante na teoria das cordas para fazer uma previsão mensurável."
Ilya Khel
