A galáxia simulada foi visualizada de cima, com as regiões centrais escuras correspondendo às forças padrão e as regiões amarelas brilhantes correspondendo às forças modificadas.
(Imagem: © Christian Arnold / Baojiu Li / Universidade de Durham.)
Um grupo de cientistas criou uma simulação computacional do universo para testar uma teoria alternativa à teoria da relatividade geral de Albert Einstein.
Seu estudo descobriu que galáxias semelhantes à nossa Via Láctea ainda poderiam se formar no universo com leis modificadas da gravidade, sugerindo que a teoria da relatividade não é a única maneira de explicar o papel da gravidade na evolução do universo.
Físicos da Universidade de Durham, na Inglaterra, criaram as simulações por computador usando um modelo alternativo para a gravidade chamado "f (R) -gravity", também conhecido como "Chameleon Theory", que altera o comportamento da gravidade de acordo com o ambiente ao redor. As simulações mostraram que o modelo de gravidade modificado ainda poderia levar à formação de galáxias.
"As teorias da gravidade modificadas, incluindo a teoria dos camaleões, foram estudadas pela comunidade há algum tempo, e muitas de suas previsões eram conhecidas", disse Baojiu Li, físico do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham e co-autor. do novo estudo, disse Space.com. "No entanto, a maioria desses estudos anteriores foi realizada com uma simplificação crítica - a suposição de que o universo contém apenas matéria escura e nenhuma matéria luminosa".
Uma das perguntas não respondidas na cosmologia é a razão pela qual o universo está se expandindo, disse Li, e outros modelos tentaram responder a essa pergunta introduzindo uma força desconhecida chamada energia escura. Essa força constante na teoria da relatividade geral pode explicar a expansão do universo, mas inclui uma vasta quantidade de matéria escura que não pode ser observada e permanece não confirmada.
Os cientistas acreditam que cerca de 68% do universo é composto de energia escura, enquanto a matéria escura representa 27%; a matéria normal, que inclui corpos que são visíveis para nós, como planetas, estrelas e galáxias, perfaz cerca de 5%.
"No entanto, alternativas a uma constante cosmológica, que explicam a expansão acelerada modificando a lei da gravidade, como a gravidade f (R), também são amplamente consideradas, dado o pouco que se sabe sobre a energia escura", acrescentou Li.
O estudo também analisou o efeito da gravidade modificada em buracos negros supermassivos, que ejetam calor e material que queima o gás necessário para formar estrelas. A energia emitida pelos buracos negros também alimenta os núcleos encontrados nas galáxias e, portanto, desempenha um papel importante na formação das galáxias.
No entanto, as descobertas sugerem que, mesmo com diferentes leis da gravidade que diminuem a quantidade de calor ejetada pelos buracos negros, as galáxias ainda se formam no modelo simulado do universo, assim como no universo real.
"O estudo em si não diz nada sobre a validade da relatividade geral, mas aponta para possíveis coisas que se poderia considerar ao tentar distinguir a Teoria dos Camaleões da relatividade geral com dados futuros", disse Li.
Os pesquisadores planejam testar suas observações através do Square Kilometer Array, um grupo de radiotelescópios localizados na Austrália e na África do Sul que estão programados para entrar em operação em meados de 2020.
O estudo foi publicado na Nature Astronomy em 8 de julho.
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