A teoria da relatividade geral de Albert Einstein, embora bem-sucedida por mais de um século, apresenta falhas teóricas, especialmente ao prever singularidades em buracos negros e no Big Bang. Diferentemente das outras três forças fundamentais, a relatividade geral só foi testada em gravidade fraca.
Einstein propôs que o universo teve origem com o Big Bang, e dentro dos buracos negros existem singularidades onde espaço e tempo perdem seu significado, resultando em grandezas infinitas de densidade de energia e pressão. Essas anomalias indicam a necessidade de uma teoria que vá além da de Einstein. Em teoria, as singularidades do espaço-tempo deveriam ser explicadas pela mecânica quântica, que opera em escalas minúsculas.
A física quântica se baseia em duas noções fundamentais: a ideia de que partículas como pontos singulares é ilógica, e o princípio da incerteza de Heisenberg, que estabelece que certas propriedades de uma partícula, como posição e velocidade, não podem ser determinadas com precisão simultaneamente. Isso ocorre porque as partículas se comportam como ondas em escalas diminutas, manifestando-se como ondas de matéria.
Deste entendimento, surge a ideia de que uma teoria unificadora que combine a relatividade geral e a física quântica poderia resolver essas inconsistências. No entanto, ao tentar integrar ambas as teorias, inevitavelmente surgem desvios em relação à proposta original de Einstein.
Isso sugere que a teoria gravitacional de Einstein não pode ser considerada a palavra final sobre gravidade. Pouco depois da introdução da relatividade geral por Einstein em 1915, cientistas como Arthur Eddington, que confirmou essa teoria no eclipse solar de 1919, já estavam explorando alternativas para compreender possíveis divergências.
Embora a teoria de Einstein tenha resistido ao teste do tempo e tenha previsto com precisão fenômenos como a precessão da órbita de Mercúrio e a existência de ondas gravitacionais, a questão persiste: onde podem estar escondidos os desvios em relação à relatividade geral?
Um século de estudos nos trouxe ao modelo padrão da cosmologia conhecido como Modelo Λ-Cold Dark Matter (ΛCDM). Nesse modelo, o símbolo ‘Λ’ representa a constante cosmológica de Einstein, que corresponde a uma misteriosa energia escura.
Essa energia escura foi concebida pelos astrônomos para explicar a aceleração da expansão do universo. Apesar de concordar bem com dados cosmológicos em certa medida, o modelo ΛCDM é teoricamente insuficiente.
Nos últimos cinco anos, esse modelo enfrentou importantes inconsistências observacionais. A constante de Hubble, que determina a idade e a escala do universo, pode ser medida tanto no universo primordial através da radiação cósmica de fundo quanto no universo atual através de supernovas. No entanto, essas medições resultaram em valores conflitantes. Além disso, a natureza dos principais componentes do modelo ΛCDM, como energia escura, matéria escura e o campo responsável pela inflação inicial do universo, permanece desconhecida.
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