Descoberta astronómica aproxima-nos da Teoria do Tudo

A descoberta de que o universo de facto se expandiu em muitas vezes a velocidade da luz imediatamente após o Big Bang, deixa os físicos mais perto do seu objetivo final – a muito procurada Teoria do Tudo.

Na passada segunda-feira (17 de março), pesquisadores anunciaram ter detectado a assinatura de ondas gravitacionais na radiação cósmica de fundo, a luz antiga que começou a permear o universo 380.000 anos após o Big Bang. [Descoberta maior prova do Big Bang até agora]

A incrível descoberta confirma a teoria da inflação, que postula que o cosmos explodiu de meras flutuações quânticas para algo de tamanho macroscópico em apenas algumas pequenas frações de segundo após o seu nascimento. [9 incríveis descobertas da física]

De igual forma, a descoberta também abre uma nova janela para um mundo da física extrema, potencialmente ajudando os pesquisadores a conceber uma base teórica que possa explicar todos os aspectos do universo: a Teoria do Tudo. [As 10 teorias mais bizarras da ciência]

“Isso vai dar uma motivação adicional, e também restrições adicionais, nos modelos de inflação e, talvez, uma Teoria de Tudo”, disse o físico teórico Avi Loeb, de Harvard, que fez parte da equipa de pesquisa que fez a descoberta. “Mas, é claro, isso vai levar tempo”, acrescentou.

Explicando o universo

Atualmente, os físicos contam com duas teorias diferentes para explicar o universo: a relatividade geral de Einstein, que se aplica ao reino de objetos grandes, como estrelas e galáxias, e a mecânica quântica, que funciona bem ao nível subatómico. [Físicos discordam sobre o significado da mecânica quântica]

Juntas, as duas teorias cobrem as quatro forças fundamentais do universo. A relatividade geral lida com a gravidade, enquanto a mecânica quântica concentra-se na força fraca, na força forte e no eletromagnetismo. [Eletromagnetismo: campos, ondas e teoria]

Mas as duas teorias são inerentemente incompatíveis, quebrando em situações extremas, tais como aquelas encontradas dentro de buracos negros ou nos instantes logo após o Big Bang. [O Universo do Big Bang aos nossos dias em 10 etapas simples]

Então, os físicos querem elaborar uma teoria que combine todas as quatro forças fundamentais e que funcione em todos os níveis e em todas as situações, explicando absolutamente tudo no universo. Um dos principais candidatos para a Teoria de Tudo é a Teoria das Cordas.

Esta teoria, afirma que todas as partículas fundamentais são compostas por unidades ainda mais fundamentais chamadas cordas, que vibram e determinam as características da partícula conforme a vibração. A nova descoberta de ondas gravitacionais deve ajudar a refinar essa ideia, disse Loeb.

Um longo caminho a percorrer

Os níveis de energia presentes durante a inflação estavam na ordem de 10^16 bilhões de electrovolts, ou cerca de 1 trilhão de vezes maiores do que os obtidos pelo mais poderoso acelerador de partículas do planeta, o LHC.

Em tais energias, as forças forte, fraca e eletromagnética estavam  unidas. As ondas gravitacionais primordiais dão aos cientistas uma forma de observar mais atrás no tempo do que nunca – permite olhar para um trilionésimo de trilionésimo de trilionésimo de segundo após o Big Bang. [Ondas gravitacionais: A inflação do Big Bang]

Enquanto a nova descoberta provavelmente marca um divisor na nossa compreensão acerca do universo, os físicos que trabalham para uma Teoria do Tudo gostariam de olhar ainda mais para trás – para a “época de Planck”, em que todas as forças fundamentais estavam unificadas. [Estrela de Planck emerge de buracos negros]

Os cientistas estão a criar uma imagem cada vez mais precisa do universo e da sua história, mas ainda há muito a ser aprendido. Por exemplo, os pesquisadores não têm ideia de como a substância que impulsionou a inflação – conhecida como o “inflatón” – realmente é.

Eles também não têm informações básicas sobre as misteriosas matéria escura e energia escura, que formam 96% do universo. Ainda assim, uma Teoria de Tudo pode eventualmente surgir – contanto que os cientistas continuem a fazer observações que podem orientar o pensamento dos teóricos. [Space]