Nosso Universo teria um gêmeo emaranhado e invertido no tempo

Uma nova teoria propõe que nosso universo e um gêmeo no tempo invertido poderiam surgir juntos. Essa abordagem quântica evita singularidades e abre uma explicação para a energia escura.

Os modelos cosmológicos tradicionais muitas vezes se baseiam na ideia de uma singularidade inicial, um ponto de densidade infinita. Um estudo recentemente aceito na Europhysics Letters sugere uma alternativa: um universo plano e seu antiuniverso poderiam surgir simultaneamente por meio de um processo quântico. Esta teoria contorna vários problemas de modelos anteriores, como os de Hartle-Hawking e Vilenkin.

O modelo introduz um "instantão euclidiano", uma fase em que o tempo se comporta como uma dimensão espacial. Durante esta fase, o tamanho do Universo segue uma curva de cosseno, evitando assim densidades infinitas. Essa abordagem permite uma transição suave para o Universo que conhecemos, com um fator de escala finito desde o início.

Um potencial quântico desempenha um papel fundamental na substituição da curvatura espacial tradicional. Essa ideia resolve um grande problema das teorias anteriores, que tinham dificuldade em explicar a falta de curvatura observada.

A simetria CPT, fundamental para a física , garante que cada universo tenha um gêmeo no tempo invertido. Essas duas entidades, embora classicamente separadas, permanecem quanticamente emaranhadas. Esse emaranhamento pode lançar luz sobre fenômenos cosmológicos pouco compreendidos, como a energia escura e a matéria escura .

As implicações deste modelo são vastas. Ela evita singularidades iniciais, reproduz uma inflação compatível com as observações e poderia explicar a aceleração da expansão do Universo. Além disso, oferece um novo caminho para a compreensão da matéria escura , ligando esses enigmas ao próprio nascimento do cosmos.

Pesquisas futuras precisarão identificar assinaturas observáveis ​​desse modelo, como padrões específicos na radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Este trabalho também pode unir a mecânica quântica e a relatividade geral , dois pilares da física ainda pouco conciliados.

O que é um instanton euclidiano?

Um instanton euclidiano é uma solução para as equações da física em um espaço onde o tempo se comporta como uma dimensão espacial. Essa noção é crucial para evitar singularidades em modelos cosmológicos.

O instanton permite uma transição suave entre um estado atemporal e nosso Universo em expansão. Ela descreve uma fase em que o tamanho do Universo varia regularmente, sem atingir densidade infinita.

Essa abordagem é inspirada na mecânica quântica, onde as partículas podem tomar caminhos classicamente proibidos. O instanton euclidiano representa, portanto, um "túnel" quântico entre dois estados cosmológicos.

Seu uso neste modelo permite evitar os problemas impostos pelas singularidades, permanecendo compatível com as observações atuais.

Como a simetria do CPT influencia a cosmologia?

A simetria CPT é um princípio fundamental na física, combinando inversão de carga, paridade e reversão de tempo. Isso implica que todo processo físico tem um equivalente espelho.

No modelo proposto, essa simetria garante a criação simultânea de um universo e seu antiuniverso. Essas duas entidades evoluem em direções temporais opostas, mas permanecem ligadas quanticamente.

Esse emaranhamento poderia explicar fenômenos como a energia escura. O antiuniverso atuaria como uma fonte de energia repulsiva, acelerando a expansão do nosso Universo.

A simetria CPT fornece, portanto, uma estrutura natural para explorar peculiaridades cosmológicas.

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