O universo pode ter a forma de uma rosquinha

 O universo poderia, de fato, ser uma rosquinha gigante, apesar de todas as evidências sugerindo que ele é plano como uma panqueca, sugere uma nova pesquisa. 

Uma imagem da radiação cósmica de fundo em micro-ondas tirada pelo satélite Planck. O tamanho das flutuações na CMB sugere que o universo é plano, mas uma nova pesquisa sugere que ainda pode ser sinuoso. (Crédito da imagem: Consórcios ESA/HFI/LFI)

Padrões estranhos encontrados em ecos do Big Bang podem ser explicados por um universo com uma forma mais complicada, e os astrônomos não testaram completamente a planicidade do universo, segundo o estudo. 

Todas as observações até agora sugerem que o universo é plano. Na geometria, “planicidade” refere-se ao comportamento de linhas paralelas à medida que elas vão para o infinito. Pense em uma mesa: as linhas que começam paralelas permanecerão assim enquanto se estendem ao longo do comprimento da mesa. 

Em contraste, olhe para a Terra. As linhas de longitude começam perfeitamente paralelas umas às outras no equador, mas eventualmente convergem nos pólos. O fato de linhas paralelas inicialmente se cruzarem revela que a Terra não é plana. 

A mesma lógica se aplica ao universo 3D. Por exemplo, a radiação cósmica de fundo (CMB) – luz liberada quando o cosmos tinha apenas 380.000 anos de idade – agora está a mais de 42 bilhões de anos-luz de distância e apresenta pequenas flutuações de temperatura no céu. 

Os astrônomos calcularam o tamanho previsto dessas flutuações em comparação com as observações. Se o tamanho medido diferir das previsões, isso significa que esses raios de luz, que começaram paralelos, mudaram de direção no espaço-tempo, indicando que a geometria do universo é curva.

Mas essas mesmas medições revelaram que, ignorando desvios de pequena escala de galáxias e buracos negros, a geometria geral do universo é plana. 

Mas há mais de um tipo de apartamento. Por exemplo, desenhe linhas paralelas em um pedaço de papel. Em seguida, enrole uma ponta do papel para conectar com a outra, formando um cilindro. As linhas permanecem paralelas enquanto circulam o cilindro. Na linguagem da matemática, qualquer cilindro é geometricamente plano, mas diz-se que tem uma topologia diferente. Feche os dois lados do papel e faça um toro, ou forma de rosquinha. 

Para obter outro exemplo de uma forma estranhamente plana, enrole uma tira fina de papel em um círculo, mas faça uma torção de 180 graus em uma das extremidades. O resultado final é uma faixa de Möbius, que ainda é geometricamente plana, porque as linhas paralelas permanecem paralelas, mesmo quando se invertem. 

Os matemáticos descobriram 18 possíveis topologias 3D geometricamente planas. Em cada uma delas, pelo menos uma dimensão se enrola sobre si mesma e, às vezes, giram como uma tira de Möbius ou fazem rotações parciais. Em um universo tão tortuoso, se olhássemos para longe, veríamos uma cópia (talvez de cabeça para baixo) de nós mesmos desde uma idade muito mais jovem. 

Por exemplo, se o universo tivesse 1 bilhão de anos-luz de diâmetro, os astrônomos veriam uma versão da Via Láctea como era há 1 bilhão de anos e, por trás disso, outra cópia de 2 bilhões de anos atrás, e assim por diante. Se o universo fosse uma rosquinha gigante, os astrônomos poderiam olhar em duas direções para ver tais cópias. 

Os astrônomos mediram a topologia do universo de várias maneiras, desde a procura de duplicatas de padrões de galáxias até círculos correspondentes no CMB. Todas as evidências sugerem que o universo é geometricamente plano e tem uma topologia simples não enrolada. 

Mas um artigo publicado em 23 de fevereiro no banco de dados de pré-impressão arXiv(abre em nova aba)sugere que as medições anteriores foram limitadas. Mais notavelmente, as observações assumiram que o universo se envolve em apenas uma dimensão e não possui uma topologia mais complicada. Além disso, as observações do CMB revelaram algumas anomalias estranhas e inexplicáveis, como grandes padrões aparecendo onde não deveriam. 

Na verdade, um universo com uma topologia complicada poderia explicar pelo menos algumas das anomalias no CMB. Embora este não seja um caso seguro para topologias complicadas, os pesquisadores ofereceram ideias para buscas diretas mais sofisticadas, como estudos de acompanhamento do CMB. 

Nesse caso, pode haver uma imagem espelhada nossa em algum lugar do nosso universo sinuoso.

Fontes: livescience.com