Energia escura apenas uma iluso? Estrelas de nutrons respondero

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Redação do Site Inovação Tecnológica – 10/03/2022

Para fechar as contas

Para explicar fenmenos cosmolgicos – como a expanso acelerada do Universo – usando a teoria de Einstein, necessrio adicionar uma enorme quantidade de energia escura.

No meramente que no saibamos o que a energia escura : Ela foi adicionada l pelos cientistas na quantidade necessria para que a teoria fizesse sentido.

Mas e se a energia escura for apenas uma iluso e a prpria Relatividade Geral tivesse que ser modificada?

“A existncia da energia escura pode ser apenas uma iluso. A expanso acelerada do Universo pode ser causada por algumas modificaes ainda desconhecidas da Relatividade Geral, uma espcie de ‘gravidade escura’,” prope Enrico Barausse, astrofsico da Escola Superior Internacional de Estudos Avanados (SISSA), na Itlia.

Gravidade modificada

Como os experimentos no encontram nada quando procuraram por essa fora misteriosa, tm surgido vrias teorias para se livrar da energia escura.

Uma delas uma teoria da gravitao conhecida como Fierz-Jordan-Brans-Dicke. Essa concorrente da Relatividade Geral prope que a interao gravitacional mediada por um campo escalar, alm do campo tensorial da Relatividade de Einstein. Nesse quadro explicativo, a constante gravitacional G no presumida como constante, sendo o campo escalar o equivalente a 1/G, ou seja, a gravidade pode variar de lugar para lugar e com o tempo.

Agora, Miguel Bezares e seus colegas fizeram um enorme esforo computacional e matemtico para produzirem a primeira simulao de uma fuso de um par de estrelas de nutrons, um fenmeno que apresenta um comportamento semelhante energia escura em escalas cosmolgicas, o que permitiu comparar a teoria de Einstein e verses modificadas dela.

E deu empate, com ambos os arcabouos tericos apresentando o mesmo poder explicativo. Em outras palavras, pode-se explicar os fenmenos cosmolgicos estudados sem precisar lanar mo da problemtica energia escura.

Gravidade escura

A fuso de estrelas de nutrons oferece uma situao nica para testar essas teorias cosmolgicas porque a gravidade ao redor do binrio levada ao extremo.

“As estrelas de nutrons so as estrelas mais densas que existem, normalmente com apenas 10 quilmetros de raio, mas com uma massa entre uma ou duas vezes a massa do nosso Sol,” explicou Barausse. “Isso torna a gravidade e o espao-tempo ao seu redor extremos, permitindo a produo abundante de ondas gravitacionais quando duas delas colidem. Podemos usar os dados adquiridos durante esses eventos para estudar o funcionamento da gravidade e testar a teoria de Einstein em uma nova janela.”

Para isso, a equipe produziu a primeira simulao computadorizada da fuso de um par de estrelas de nutrons usando as teorias da gravidade modificadas mais relevantes para a cosmologia.

“Este tipo de simulao extremamente desafiador devido natureza altamente no linear do problema. Ele requer um grande esforo computacional – meses de execuo em supercomputadores – que foi possvel tambm […] por novas formulaes matemticas que desenvolvemos. Elas representaram os principais obstculos por muitos anos at nossa primeira simulao,” acrescentou Miguel Bezares, principal responsvel pelo estudo.

Graas a essas simulaes, os pesquisadores finalmente puderam comparar a Relatividade Geral e a gravidade modificada.

“Surpreendentemente, descobrimos que a hiptese da ‘gravidade escura’ to boa quanto a Relatividade Geral para explicar os dados coletados pelos interfermetros LIGO e Virgo durante colises passadas de estrelas de nutrons binrias. De fato, as diferenas entre as duas teorias nesses sistemas so bastante sutis, mas podem ser detectveis pela prxima gerao de interfermetros gravitacionais, como o telescpio Einstein, na Europa, e o Explorador Csmico, nos EUA. Isso abre a excitante possibilidade de usar ondas gravitacionais para discriminar entre energia escura e ‘gravidade escura’,” concluiu Barausse.

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