Nova teoria do Universo pode ser testada pelo Hubble

Ker Than - PhysicsWorld - 11/08/2014

Impressão artística de uma vista do Sol a partir do Cinturão de Kuiper, onde está localizado o UX25.
[Imagem: JHUAPL/SwRI]

Laboratório cósmico

Um candidato a planeta-anão, chamado UX25, e sua pequena lua, podem fornecer a primeira evidência experimental de um novo modelo cosmológico que inclui a antigravidade.

O modelo dispensa conceitos como matéria escura, energia escura e inflação cósmica.

A proposta de testar essa nova teoria observando o movimento dos dois objetos na borda do sistema solar foi anunciada por Alberto Vecchiato e Mario Gai, do Observatório Astrofísico de Turim, na Itália.

Em 1915, a ainda desconhecida Teoria Geral da Relatividade, de Albert Einstein, recebeu um grande impulso de credibilidade quando foi usada para explicar uma discrepância na órbita de Mercúrio que não poderia ser explicada apenas pela física newtoniana.

Agora, quase um século depois, Vecchiato e Gai calculam que o UX25 e seu minúsculo satélite - que orbitam o Sol no cinturão de Kuiper, além de Netuno - podem ser usados como um "laboratório natural" para testar esse modelo do Universo - para nós tão novo e ambicioso quanto a relatividade pareceu aos colegas de Einstein no início do século passado.

Teoria desenvolvida por físicos brasileiros prevê que a energia do vácuo quântico pode ser "acordada" por uma estrela de nêutrons.
[Imagem: NASA/CXC/CfA/P. Slane et al.]

Dipolos gravitacionais virtuais

Desenvolvido pelo físico Dragan Hajdukovic, do CERN, o modelo - chamado Dipolos Gravitacionais Virtuais - é baseado no conceito de que o espaço vazio - também conhecido como vácuo quântico - não é de todo vazio. Em vez disso, o vácuo quântico é formado por "matéria virtual" e partículas de antimatéria que constantemente pululam entre a existência e a inexistência.

A ideia de Hajdukovic é que essas partículas têm cargas gravitacionais opostas, semelhantes a cargas elétricas positivas e negativas. Ele prevê ainda que, na presença de um campo gravitacional, as partículas virtuais do vácuo quântico vão gerar um campo gravitacional secundário que tem um efeito amplificador.

O resultado final é que as galáxias e outros objetos parecerão ter campos gravitacionais mais fortes do que seria previsto apenas pela massa de suas estrelas - uma discrepância que a maioria dos astrônomos explica invocando uma substância hipotética e misteriosa conhecida como matéria escura.

No novo modelo do Universo de Hajdukovic, também não há necessidade da energia escura, a enigmática força que os cientistas acham que está fazendo com que o Universo se expanda em um ritmo acelerado - se as partículas virtuais têm cargas gravitacionais, então o próprio espaço-tempo possui uma pequena carga que faz com que os objetos tenham uma repulsão mútua natural.

Sua teoria pode também dispensar a necessidade da inflação cósmica, um inchaço instantâneo no início do universo, quando o espaço-tempo teria se expandido mais rápido do que a velocidade da luz.

Até agora, todas as tentativas de encontrar sinais da matéria escura falharam. A busca pela Energia Escura continua.
[Imagem: Matt Kapust/SURF]

Além da relatividade

Hajdukovic já havia sugerido que sua teoria poderia ser testada se fosse encontrado um pequeno planeta com um satélite, ambos com uma órbita elíptica em torno do Sol. O sistema precisa estar localizado longe do Sol e outros corpos maciços que exerçam forte influência gravitacional.

Agora, Vecchiato e Gai sugerem que o modelo de Hajdukovic pode ser testado usando telescópios terrestres e espaciais para observar o sistema UX25 - que está cerca de 43 vezes mais longe do Sol do que a Terra.

"As propriedades dos vácuos quânticos descritos na teoria de Hajdukovic imporiam uma força [gravitacional] adicional sobre o UX25, perturbando a órbita do sistema," explicou Vecchiato.

O modelo de Hajdukovic prevê que a "taxa de precessão", uma oscilação da pequena lua ao redor do planeta-anão, deve ser maior do que é previsto pela física clássica.

Enquanto a física newtoniana prevê uma taxa de precessão de 0,0064 arco-segundo - pequena demais para ser observada com os métodos atuais - a teoria de Hajdukovic prevê que a taxa de precessão deve ser de 0,23 arco-segundo por período - algo detectável pelo telescópio espacial Hubble e pelo Telescópio Espacial James Webb, ainda a ser lançado.

De acordo com Vecchiato e Gai, um grande telescópio terrestre, como o VLT (Very Large Telescope), no Chile, também pode ser capaz de fazer as observações necessárias do UX25.

Quântica cósmica

Evidências observacionais para a teoria de Hajdukovic resultariam em uma mudança dramática na forma como os astrônomos e astrofísicos observam e explicam o Universo, disse Gai.

"A maioria dos cientistas hoje acha que a física quântica é restrita ao mundo microscópico... Neste caso, o comportamento microscópico natural do espaço vazio resultaria em um efeito cumulativo de longo alcance atuando até escalas cósmicas," concluiu ele.

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