Hipótese questiona o Big Bang e explora a cosmologia saltitante

Um novo estudo propõe um modelo alternativo para a origem e evolução do Universo, sugerindo que, em vez de um Big Bang seguido de uma fase de inflação, o cosmos teria passado por ciclos de “saltos”.

Embora esta hipótese ainda esteja longe de ser confirmada, os investigadores acreditam que poderá ajudar a esclarecer alguns dos mistérios mais persistentes da cosmologia, como a natureza da matéria escura e o “problema da planicidade”.

A planura do Universo é um dos enigmas que mais intriga os cientistas. Em termos simples, um Universo “plano” é aquele em que as linhas paralelas permanecem paralelas, sem convergir ou divergir.

A cosmologia saltitante diz que o Universo passa por ciclos de expansão e contração

A geometria do Universo depende da densidade média de matéria. De acordo com a NASAse a densidade fosse maior que a densidade crítica, o Universo seria fechado e finito, com curvatura positiva, como a superfície de uma esfera. Se a densidade fosse inferior a esta densidade crítica, o Universo seria aberto e infinito, com uma curvatura negativa, semelhante ao formato de uma sela. As observações sugerem que a densidade do Universo está muito próxima da densidade crítica, resultando numa geometria plana e, presumivelmente, infinita.

Este facto, apesar de simplificar alguns aspectos do estudo do cosmos, levanta questões para o modelo do Big Bang, especialmente quando foi identificado o “problema da planicidade”. Um Universo que começou com um Big Bang quente e denso deveria, em teoria, ter uma densidade acima da crítica, tornando difícil explicar por que é plano hoje.

Os modelos inflacionistas, que propõem uma expansão extremamente rápida logo após o Big Bang, oferecem uma explicação para esta planicidade. No entanto, alguns cientistas estão explorando outras possibilidades.

Um desses modelos alternativos é a “cosmologia saltitante”, que sugere que o Universo passa por ciclos de expansão e contração, “saltando” entre estados de alta densidade e o tipo de Universo que observamos atualmente. Este modelo, conhecido como “cosmologia saltitante não singular”, evita o problema da singularidade inicial do Big Bang e também resolve os problemas de planicidade e horizonte da cosmologia padrão.

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O Big Bang continua sendo a teoria mais aceita para a origem do Universo

Ao explorar este modelo, a equipa de investigação investigou o papel dos buracos negros primordiais (PBHs) no contexto destes ciclos cósmicos. Eles propõem que os PBHs poderiam se formar durante uma fase de contração do Universo, devido ao aumento das perturbações da curvatura em pequenas escalas. Estas perturbações seriam amplificadas durante a transição para uma nova fase de expansão, levando ao colapso em buracos negros primordiais.

Os investigadores sugerem que, neste cenário, se formariam buracos negros de vários tamanhos, ao contrário das massas estelares e supermassivas observadas hoje. Especula-se que estes buracos negros primordiais possam constituir matéria escura, ideia já proposta anteriormente, mas agora associada a um período anterior ao Big Bang ou ao “salto”.

Embora intrigante, esta hipótese ainda não substitui o modelo inflacionário, que continua a ser a explicação mais aceite para a evolução do Universo. No entanto, os autores do estudo indicam que observações futuras, como a detecção de ondas gravitacionais estocásticas, poderão fornecer evidências que validem ou refutem esta teoria. Um artigo relatando a pesquisa foi publicado em Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículas.