A última teoria de Stephen Hawking sobre nosso universo foi publicada

Por Natasha Romanzoti, em 3.05.2018

Stephen Hawking escreveu um último brilhante artigo antes de morrer: sua teoria final sobre a origem do universo, em coautoria com Thomas Hertog.

Agora, o artigo foi finalmente publicado na revista científica Journal of High Energy Physics, e você pode lê-lo gratuitamente em inglês aqui.

Em resumo, Hawking e Hertog afirmam que o universo é muito menos complexo do que sugerem as teorias atuais do multiverso.

Sua hipótese baseia-se em torno de um conceito chamado inflação eterna, introduzido pela primeira vez em 1979, e pode tornar mais fácil para os cientistas confirmarem na prática se existem universos múltiplos ou não.

A atual teoria da inflação eterna e do multiverso

Após o Big Bang, o universo experimentou um período de inflação exponencial. Depois desse primeiro momento, essa velocidade de inflação diminuiu e sua energia converteu-se em matéria e radiação.

No entanto, de acordo com a teoria da inflação eterna, algumas bolhas de espaço pararam de inflacionar ou desaceleraram em uma trajetória de parada, criando um pequeno ponto morto fractal no espaço estático.

Enquanto isso, em outras bolhas do espaço, por causa dos efeitos quânticos, a inflação nunca parou, levando a um número infinito de multiversos.

Tudo o que vemos em nosso universo observável, segundo essa teoria, está contido em apenas uma dessas bolhas, na qual a inflação parou, permitindo a formação de estrelas e galáxias. As leis de física e química podem diferir de um universo-bolha para o outro, que juntos formariam um multiverso.

As mudanças de Hawking e Hertog

No novo artigo, Hawking explica que nunca foi um fã do multiverso. Isso porque, se a escala de diferentes universos no multiverso é grande ou infinita, a teoria não pode ser testada.

Até mesmo um dos desenvolvedores originais do modelo da inflação eterna tem o repudiado nos últimos anos: o físico Paul Steinhardt, da Universidade de Princeton. Ele declarou que a teoria tomou o problema que deveria resolver, ou seja, tornar o universo consistente com as nossas observações.

No texto, Hawking e Hertog afirmam que o modelo atual da inflação eterna está errado. Isso ocorre porque a teoria da relatividade geral de Einstein se degrada em escalas quânticas.

“O problema com a inflação eterna é que ela assume um universo de fundo que evolui de acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein e trata os efeitos quânticos como pequenas flutuações em torno disso. No entanto, a dinâmica da inflação eterna acaba com a separação entre a física clássica e a física quântica. Como consequência, a teoria de Einstein se desfaz”, explica Hertog.

Teoria das cordas

A nova hipótese da dupla é baseada na teoria das cordas, que tenta conciliar a relatividade geral com a teoria quântica substituindo as partículas pontuais da física por minúsculas cordas vibrantes unidimensionais.

Na teoria das cordas, o universo é como um holograma, no qual a realidade física em espaços 3D pode ser reduzida matematicamente a projeções 2D em suas superfícies.

Os físicos então desenvolveram uma variação do princípio holográfico que projeta a dimensão do tempo na inflação eterna, o que lhes permite descrever o conceito sem depender da relatividade geral.

Isso permitiu que Hawking e Hertog reduzissem matematicamente a inflação eterna a um estado intemporal em uma superfície espacial no início do universo – o limiar da inflação eterna, onde nossa noção familiar de tempo deixa de ter algum significado.

Para testar

Em 1983, Hawking e outro pesquisador, o físico James Hartle, propuseram o que é conhecido como a “teoria sem fronteira” ou o “estado de Hartle-Hawking”: antes do Big Bang, havia espaço, mas não tempo. Logo, o universo expandiu-se a partir de um único ponto, mas não tem uma fronteira.

De acordo com a nova teoria, o universo primitivo tinha uma fronteira, e é isso que consente que a dupla faça previsões mais confiáveis sobre sua estrutura.

“Nós prevemos que nosso universo, nas maiores escalas, é razoavelmente suave e globalmente finito. Portanto, não é uma estrutura fractal”, disse Hawking.

Esse resultado não refuta a existência de multiversos, mas os reduz a um alcance muito menor – o que significa que a teoria pode ser mais fácil de ser testada no futuro, se o trabalho for confirmado por outros físicos.

Hertog planeja testá-lo procurando por ondas gravitacionais que poderiam ter sido geradas pela inflação eterna. Essas ondas são muito grandes para serem detectadas pelos nossos instrumentos atuais, como o LIGO, mas futuros interferômetros, como o LISA baseado no espaço, podem ter uma chance de revelá-las. [ScienceAlert]