Uma nova teoria da gravidade pode explicar os curiosos movimentos das estrelas nas galáxias. A gravidade emergente, como a nova teoria é chamada, prediz exatamente o mesmo desvio de movimentos que normalmente é explicado invocando a matéria escura.
Erik Verlinde, renomado especialista em teoria de cordas na Universidade de Amsterdã e no Instituto Delta de Física Teórica, publicou um novo estudo hoje em que expande suas visões inovadoras sobre a natureza da gravidade.
Em 2010, Erik Verlinde surpreendeu o mundo com uma teoria completamente nova da gravidade. Segundo Verlinde, a gravidade não é uma força fundamental da natureza, mas um fenômeno emergente. Da mesma forma que a temperatura surge do movimento de partículas microscópicas, a gravidade emerge das mudanças de bits fundamentais de informação, armazenadas na própria estrutura do espaço-tempo.
Em seu artigo de 2010 (Sobre a origem da gravidade e as leis de Newton), Verlinde mostrou como a famosa segunda lei de Newton, que descreve como as maçãs caem das árvores e os satélites permanecem em órbita, pode ser derivada desses blocos de construção microscópicos subjacentes.
Estendendo seu trabalho anterior e trabalho feito por outros, Verlinde agora mostra como entender o comportamento curioso de estrelas em galáxias sem adicionar a matéria escura intrigante.
As regiões externas das galáxias, como a nossa Via Láctea, giram muito mais rapidamente em torno do centro do que podem ser explicadas pela quantidade de matéria ordinária, como estrelas, planetas e gases interestelares.
Algo mais tem que produzir a quantidade necessária de força gravitacional, então os físicos propuseram a existência da matéria escura. A matéria escura parece dominar nosso universo, compreendendo mais de 80 por cento de toda a matéria. Até agora, as supostas partículas de matéria escura nunca foram observadas, apesar de muitos esforços para detectá-las.
De acordo com Erik Verlinde, não há necessidade de adicionar uma misteriosa partícula de matéria escura à teoria.
Verlinde mostra como a sua teoria da gravidade prediz com precisão as velocidades pelas quais as estrelas giram em torno do centro da Via Láctea, bem como o movimento das estrelas dentro de outras galáxias.
"Temos evidências de que esta nova visão da gravidade realmente concorda com as observações", diz Verlinde. "Em grandes escalas, ao que parece, a gravidade simplesmente não se comporta da maneira que a teoria de Einstein prevê".
À primeira vista, a teoria de Verlinde apresenta características semelhantes às teorias modificadas de gravidade como MOND (Newtonian Dynamics modificado, Mordehai Milgrom). No entanto, onde MOND ajusta a teoria para coincidir com as observações, a teoria de Verlinde começa a partir de princípios."Um ponto de partida totalmente diferente", segundo Verlinde.
Um dos ingredientes da teoria de Verlinde é uma adaptação do princípio holográfico, introduzida por seu professor Gerard 't Hooft (Prêmio Nobel 1999, Universidade de Utrecht) e Leonard Susskind (Universidade de Stanford).
De acordo com o princípio holográfico, toda a informação em todo o universo pode ser descrita em uma esfera imaginária gigante ao seu redor. Verlinde agora mostra que essa idéia não é muito correta - parte da informação em nosso universo está contida no próprio espaço.
Esta informação extra é necessária para descrever esse outro componente escuro do universo: Energia escura, que se acredita ser responsável pela expansão acelerada do universo.
Investigar os efeitos desta informação adicional sobre matéria ordinária, Verlinde chega a uma conclusão impressionante. Enquanto a gravidade ordinária pode ser codificada usando a informação sobre a esfera imaginária ao redor do universo, como mostrou em seu trabalho de 2010, o resultado da informação adicional na massa do espaço é uma força que combina bem com a atribuída à matéria escura.
A gravidade está em extrema necessidade de novas abordagens como a de Verlinde, uma vez que não combina bem com a física quântica. Ambas as teorias, jóias da coroa da física do século XX, não podem ser verdadeiras ao mesmo tempo. Os problemas surgem em condições extremas: perto de buracos negros, ou durante o Big Bang.
"Muitos físicos teóricos como eu estão trabalhando em uma revisão da teoria, e alguns grandes avanços foram feitos", diz Verlinde. "Podemos estar à beira de uma nova revolução científica que mudará radicalmente nossa visão sobre a própria natureza do espaço, do tempo e da gravidade".
The Daily Galaxy via Instituto Delta para Física Teórica
The Daily Galaxy via Instituto Delta para Física Teórica
crédito mago: NASA / CXC / CFA / J.Wang et. al./ING/JKT/NSF/NRAO/VL ]
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