Outra teoria da gravidade de Einstein pode ter a receita para aliviar o "problema do Hubble"

Um estudo recente investigou a gravidade teleparalela e seu potencial para resolver a tensão em torno da expansão do universo de uma forma que a relatividade geral não consegue.

Uma ilustração de quasares distantes, objetos supermassivos alimentados por buracos negros que podem ser usados ​​para restringir os parâmetros de teorias da gravidade. Crédito: ESO/M. Kornmesser 

No início do século XX, nossa compreensão do universo foi virada de cabeça para baixo quando observações feitas por Edwin Hubble revelaram que a própria estrutura do cosmos estava se esticando.

No final do mesmo século, essa percepção se tornou ainda mais complicada quando, ao observar supernovas distantes à medida que se afastavam da Terra, duas equipes distintas de cientistas descobriram que não apenas o universo estava se expandindo, mas que essa taxa de expansão estava se acelerando.

A causa dessa aceleração é um mistério e recebeu o nome provisório de "energia escura"; a melhor explicação atual para isso é a constante cosmológica que explica uma forma de energia de fundo chamada energia do vácuo.

A taxa de expansão do universo é conhecida como constante de Hubble, que descreve a proporcionalidade entre a distância de uma galáxia da Terra e a velocidade com que ela se afasta.

Isso tem sido uma dor de cabeça para os físicos porque as duas principais maneiras de determinar a constante de Hubble estão em grande desacordo. Essa questão é chamada de "tensão de Hubble", e uma maneira de explicá-la seria estendendo nosso melhor modelo atual de gravidade, a relatividade geral, postulada por Einstein em 1915.

Um artigo publicado no periódico Physics of the Dark Universe por Celia Escamilla Rivera, cosmóloga do Instituto de Ciências Nucleares da Universidade Nacional Autônoma do México, e seus colegas pesquisadores, tenta abordar a energia escura e aliviar a tensão de Hubble.

"Descobrimos que, ao usar modelos gravitacionais estendidos além da relatividade geral e novos conjuntos de dados cosmológicos [observações de quasares distantes], podemos confrontar a tensão de Hubble e a questão da energia escura em escalas locais", diz Rivera.

"Usando métodos numéricos e computacionais , realizamos análises usando diferentes modelos propostos em 'gravidade teleparalela' testados com duas amostras cosmológicas diferentes que mediram distâncias no universo local."

A gravidade teleparalela é uma teoria alternativa à relatividade geral, também concebida por Einstein. Esta "outra teoria da gravidade" usa uma receita diferente de equações para explicar a gravidade sem a curvatura do espaço-tempo, e também busca uni-la com uma das outras forças fundamentais do universo, o eletromagnetismo.

"Recentemente, a gravidade teleparalela vem ganhando popularidade devido à promessa de que poderia resolver o problema cosmológico relacionado à tensão de Hubble e explicar a natureza da aceleração cósmica tardia sem invocar uma constante cosmológica ", diz Rivera.

Rivera e seus colegas testaram os parâmetros dessa teoria alternativa da gravidade usando dois novos conjuntos de dados de quasares distantes e altamente deslocados para o vermelho, as regiões brilhantes no coração das galáxias que são alimentadas por buracos negros supermassivos , observados em ultravioleta, raios X e luz visível.

"Estamos interessados ​​no assunto porque a gravidade teleparalela é uma candidata adequada para uma proposição alternativa à relatividade geral que resolve diferentes questões cosmológicas, além de ter algumas propriedades teóricas interessantes", conclui Rivera.

"Para um público mais amplo, é interessante, pois estamos testando propostas alternativas à relatividade geral para entender melhor o universo e, para especialistas na área, é uma atualização do estado da arte em relação a modelos específicos em gravidade teleparalela , usando também amostras de quasares relativamente novas em altos desvios para o vermelho."

Fonte: phys.org