Limites das teorias de Einstein
Embora a diferença seja pequena, ela é significativa e varia ao longo da história cósmica, levantando questões sobre a aplicabilidade das teorias de Einstein além do nosso Sistema Solar e na escala universal.
Segundo a teoria de Einstein, a presença de matéria deforma o espaço-tempo, como uma folha flexível sendo curvada por objetos pesados. Essas distorções geradas pela gravidade de corpos celestes formam o que são chamados de “poços gravitacionais”. Quando a luz passa por essas regiões irregulares do espaço-tempo, sua trajetória é curvada, assim como a luz que passa através de uma lente. No caso da Relatividade Geral, é a gravidade que causa essa curvatura da luz, um fenômeno conhecido como lente gravitacional.
Esse fenômeno não só nos permite observar objetos celestes ocultos por outros, devido à curvatura da luz, mas também nos fornece informações valiosas sobre a composição, a história e a expansão do Universo.
A primeira confirmação dessa teoria foi obtida em 1919, durante um eclipse solar, quando uma medição mostrou que a deflexão da luz prevista por Einstein era duas vezes maior do que a prevista pela gravitação de Isaac Newton. Essa diferença ocorre porque Einstein introduziu um novo conceito: além da deformação do espaço, o tempo também é deformado, o que resulta na curvatura exata da luz.
No entanto, embora o eclipse solar tenha sido uma validação importante, ele representa um evento pequeno em termos cósmicos. É nesse contexto que surgem novos desafios e questionamentos sobre a teoria de Einstein.
[Imagem: Isaac Tutusaus]
Leis Físicas Variáveis
A questão sobre a validade das equações da Relatividade Geral de Einstein nos confins do Universo é uma dúvida antiga, que tem sido explorada por muitos cientistas. A pesquisa se concentra em aspectos observacionais, como a quantificação da densidade da matéria no cosmos e a aceleração da sua expansão.
O projeto Dark Energy Survey (DES) é uma das iniciativas voltadas para esse objetivo.
“Até o momento, os dados do DES foram utilizados para estudar a distribuição de matéria no Universo. No nosso estudo, utilizamos esses dados para medir diretamente a distorção do espaço-tempo, o que nos permitiu comparar nossas descobertas com as previsões feitas por Einstein”, explicou a professora Camille Bonvin, coordenadora deste novo estudo.
Esses dados oferecem uma visão profunda do espaço, o que permite estudar o passado distante do Universo. A equipe analisou 100 milhões de galáxias em quatro momentos distintos da história cósmica: 3,5 bilhões, 5 bilhões, 6 bilhões e 7 bilhões de anos atrás. Essas medições revelaram a evolução dos poços gravitacionais ao longo do tempo, cobrindo mais da metade da história do cosmos.
“Descobrimos que, no passado distante – entre 6 e 7 bilhões de anos atrás – a profundidade dos poços gravitacionais segue bem as previsões de Einstein. Porém, em períodos mais próximos de hoje, entre 3,5 e 5 bilhões de anos atrás, esses poços são ligeiramente mais rasos do que o que Einstein previu”, relatou Isaac Tutusaus, membro da equipe.
Este período, mais recente, também coincide com o início da aceleração da expansão do Universo.
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