Pode ter havido um segundo Big Bang, sugere uma nova pesquisa

Dentro de um mês após o Big Bang, uma segunda explosão cósmica pode ter dado ao universo sua matéria escura invisível, sugere uma nova pesquisa.

A matéria escura, representada como luz azul nesta imagem do Telescópio Hubble do aglomerado de galáxias Cl0024+1654, pode ter explodido no universo um mês após o Big Bang, sugere uma nova pesquisa. (Crédito da imagem: Agência Espacial Europeia, NASA e Jean-Paul Kneib (Observatoire Midi-Pyrénées, França/Caltech, EUA))bi 

O Big Bang pode ter sido acompanhado por uma sombra, o Big Bang "Escuro" que inundou nosso cosmos com matéria escura misteriosa, propuseram cosmólogos em um novo estudo. E podemos ser capazes de ver a evidência desse evento estudando ondulações no tecido do espaço-tempo.

Após o Big Bang, a maioria dos cosmólogos pensa, o universo passou por um período de expansão rápida e notável em seus primeiros momentos, conhecido como inflação. Ninguém sabe o que desencadeou a inflação, mas é necessário explicar uma variedade de observações, como a extrema planicidade geométrica do universo em grandes escalas.

A inflação foi presumivelmente impulsionada por algum campo quântico exótico, que é uma entidade fundamental que absorve todo o espaço-tempo. No final da inflação, esse campo decaiu em uma chuva de partículas e radiação, desencadeando o "Big Bang Quente" que os físicos comumente associam ao início do universo. Essas partículas passariam a se aglutinar nos primeiros átomos quando o cosmos tinha cerca de 12 minutos de idade e – centenas de milhões de anos depois – começariam a se aglomerar em estrelas e galáxias.

Mas há outro ingrediente na mistura cosmológica: a matéria escura. Mais uma vez, os cosmólogos não têm certeza do que é a matéria escura, mas veem a evidência de sua existência através de sua influência gravitacional na matéria normal. 

Nos modelos mais simples, o fim da inflação e o subsequente Big Bang também inundaram o universo com matéria escura, que evoluiu ao longo de uma trilha independente. Mas essa suposição é feita apenas por uma questão de simplicidade, dois cosmólogos propuseram em um artigo publicado em fevereiro no banco de dados de preprints arXiv.(abre em nova aba). 

Os cientistas não vêem evidências para a existência de matéria escura até muito mais tarde na evolução do universo, depois que a substância indescritível teve tempo suficiente para exercer influência gravitacional, então não há necessidade de ter preenchido o universo no Big Bang Quente ao lado da matéria normal. Além disso, como a matéria escura não interage com a matéria normal, ela pode ter tido seu próprio Big Bang "escuro", afirmam os pesquisadores. 

O Big Bang Sombrio

Em seu artigo, os pesquisadores exploraram como seria um Big Bang Escuro. Primeiro, eles levantaram a hipótese da existência de um novo campo quântico – o chamado "campo escuro", que é necessário para permitir que a matéria escura se forme de forma completamente independente. 

Neste novo cenário, o Big Bang Sombrio só começa depois que a inflação desaparece e o universo se expande e esfria o suficiente para forçar o campo escuro em sua própria transição de fase, onde se transforma em partículas de matéria escura.

Os pesquisadores descobriram que o Big Bang Escuro tinha que obedecer a certas restrições; se muito cedo, haveria muita matéria escura hoje, e se fosse tarde demais, haveria muito pouco. Mas se o Big Bang Sombrio aconteceu quando o universo tinha menos de um mês de idade, ele poderia concordar com todas as observações conhecidas.

Introduzir um Big Bang Sombrio tem várias vantagens. Primeiro, é consistente com o que os cientistas sabem sobre a matéria escura: se ela não interage com a matéria normal, então não há razão para eles compartilharem uma origem comum. Em segundo lugar, permite que os pesquisadores criem modelos de matéria escura sem ter que se preocupar sobre como eles afetarão o comportamento da matéria normal em momentos muito precoces, o que dá aos cientistas muito mais flexibilidade na criação de modelos.

Mas o mais importante, os pesquisadores descobriram que um Big Bang escuro produz uma assinatura particular nas ondas gravitacionais, que são ondulações no espaço-tempo que ainda se espalham pelo universo nos dias atuais. Isso significa que a teoria poderia um dia ser testável.

Os pesquisadores admitem que os experimentos atuais de ondas gravitacionais não têm a sensibilidade de encontrar assinaturas do Big Bang Escuro. Mas outra sonda de ondas gravitacionais usando distâncias para pulsares distantes, conhecida como Pulsar Timing Arrays, como o experimento NANOGrav.(abre em nova aba), pode apenas ser capaz de fazer o truque.

Fonte: livescience.com