O nosso Universo pode ter um gêmeo entrelaçado, invertido no tempo
Uma nova teoria propõe que o nosso Universo e um gêmeo invertido no tempo poderiam emergir juntos. Esta abordagem quântica evita singularidades e abre uma explicação sobre a energia escura.
Os modelos cosmológicos tradicionais baseiam-se frequentemente na ideia de uma singularidade inicial, um ponto de densidade infinita. Um estudo recentemente aceito na Europhysics Letters sugere uma alternativa: um universo plano e o seu anti-universo poderiam nascer simultaneamente através de um processo quântico. Esta teoria contorna vários problemas dos modelos anteriores, como os de Hartle-Hawking e Vilenkin.
O modelo introduz um 'instanton euclidiano', uma fase em que o tempo se comporta como uma dimensão espacial. Durante esta fase, o tamanho do Universo segue uma curva cosenoidal, evitando assim densidades infinitas. Esta abordagem permite uma transição suave para o Universo que conhecemos, com um fator de escala finito desde o início.
Um potencial quântico desempenha um papel fundamental ao substituir a curvatura espacial tradicional. Esta ideia resolve um grande problema das teorias anteriores, que tinham dificuldade em explicar a ausência de curvatura observada.
A simetria CPT, fundamental na física, garante que cada universo tem um gêmeo invertido no tempo. Estas duas entidades, embora separadas classicamente, permanecem entrelaçadas quanticamente. Este entrelaçamento poderia esclarecer fenómenos cosmológicos incompreendidos, como a energia escura e a matéria escura.
As implicações deste modelo são vastas. Evita singularidades iniciais, reproduz uma inflação compatível com as observações e poderia explicar a aceleração da expansão do Universo. Além disso, oferece uma nova pista para compreender a matéria escura, relacionando estes enigmas com o próprio nascimento do cosmos.
Pesquisas futuras terão de identificar assinaturas observáveis deste modelo, como padrões específicos no fundo cósmico de micro-ondas. Estes trabalhos também poderão aproximar a mecânica quântica e a relatividade geral, dois pilares da física ainda mal conciliados.
Um instanton euclidiano é uma solução das equações da física num espaço onde o tempo se comporta como uma dimensão espacial. Esta noção é crucial para evitar singularidades nos modelos cosmológicos.
O instanton permite uma transição suave entre um estado sem tempo e o nosso Universo em expansão. Descreve uma fase em que o tamanho do Universo varia de forma regular, sem atingir densidade infinita.
Esta abordagem é inspirada pela mecânica quântica, onde as partículas podem percorrer caminhos classicamente proibidos. O instanton euclidiano representa assim um 'túnel' quântico entre dois estados cosmológicos.
A simetria CPT é um princípio fundamental na física, combinando inversão de carga, paridade e reversão do tempo. Implica que todo processo físico tem um equivalente espelhado.
No modelo proposto, esta simetria garante a criação simultânea de um universo e do seu anti-universo. Estas duas entidades evoluem em direções temporais opostas, mas permanecem ligadas quanticamente.
Este entrelaçamento poderia explicar fenómenos como a energia escura. O anti-universo atuaria como uma fonte de energia repulsiva, acelerando a expansão do nosso Universo.
A simetria CPT oferece assim um quadro natural para explorar as estranhezas cosmológicas.
Fonte: Europhysics Letters
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