Estudo sugere que a origem do universo pode estar em um buraco negro 4D

Questionando uma das teorias científicas mais famosas, cosmologistas da Universidade de Waterloo, no Canadá, acabam de apresentar uma nova explicação para o surgimento do universo. Eles acreditam que o universo teria se formado a partir dos detritos de uma estrela de quatro dimensões que sofreu um colapso e se transformou em um buraco negro – o que explicaria por que o cosmos se apresenta de maneira bastante uniforme em todas as direções.

De acordo com a notícia da revista Nature, o Big Bang – que é a teoria mais aceita até o momento – assume que o universo surgiu da explosão de uma matéria densa. Mas o que ninguém sabe explicar é o que teria dado início a essa explosão – as conhecidas leis da Física não dão conta de nos dizer o que teria acontecido naquele momento.

Outro indício sustentado pelos cientistas é que ainda não se encontrou uma maneira de explicar como uma explosão violenta como o Big Bang teria resultado em um universo cuja temperatura é praticamente uniforme. Eles alegam que não parece ter havido tempo suficiente desde o nascimento do cosmos para que ele alcançasse equilíbrio na sua temperatura.

Para a maior parte dos cosmologistas, a explicação mais plausível para essa uniformidade seria que, logo após o início do tempo, alguma forma desconhecida de energia fez com que o universo inflasse mais rapidamente do que a velocidade da luz. Assim, a pequena estrutura com uma temperatura razoavelmente uniforme teria aumentado de tamanho até se transformar no universo como conhecemos hoje.

“O Big Bang foi tão caótico que não fica claro se havia uma pequena estrutura que viria a inflar para que possamos começar a trabalhar”, explica Niayesh Afshordi, astrofísico do Perimeter Institute for Theoretical Physics, na instituição canadense.

Uma nova explicação

No estudo divulgado na semana passada, Afshordi e sua equipe se basearam na proposta apresentada em 2000 pelo grupo que incluía Gia Dvali, físico atuante na Ludwig Maximilians University, em Munique, na Alemanha. No modelo apresentado, o universo tridimensional é uma membrana – ou uma p-brana – que flutua em um universo maior, que conta com quatro dimensões espaciais.

A equipe de Afshordi notou que, se o universo maior contém estrelas de quatro dimensões (4D), algumas delas podem sofrer colapsos e desenvolver buracos negros 4D da mesma maneira que acontece com as estrelas massivas: elas explodem como supernovas e ejetam violentamente suas camadas exteriores, enquanto as camadas internas se transformam em buracos negros.

No nosso universo, um buraco negro é limitado por uma superfície esférica chamada de horizonte de eventos. Enquanto em um espaço tridimensional comum é necessário um objeto bidimensional (superfície) para criar uma fronteira dentro de um buraco negro, no universo maior o horizonte de eventos de um buraco negro 4D precisa ser um objeto 3D – também chamado de hiperesfera. Quando o cosmologista e sua equipe simularam a morte de uma estrela 4D, eles descobriram que a matéria ejetada forma uma p-brana tridimensional ao redor do horizonte de eventos também tridimensional, além de se expandir lentamente.

Os autores do estudo defendem que o universo tridimensional em que vivemos é apenas uma p-brana e o que notamos com o crescimento é apenas uma expansão cósmica. “Os astrônomos mediram essa expansão e assumiram que o universo deve ter começado com o Big Bang – mas isso é apenas uma miragem”, afirma Afshordi.

• FonteNature io9 Niayesh Afshordi

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