Com a ajuda de simulações numéricas avançadas, uma equipe de cientistas do CNRS Terre & Univers, CNRS Physique, e da Universidade Johns Hopkins (Estados Unidos) estudaram a evolução das flutuações quânticas geradas durante a inflação cosmológica, uma breve fase de expansão acelerada do Universo há 13,7 bilhões de anos.
A equipe de pesquisa descobriu que essas pequenas flutuações, amplificadas por fenômenos não lineares, podem modificar radicalmente o destino do Universo.
Se a fase inicial de inflação é relativamente bem compreendida graças às observações da radiação cósmica de fundo e da distribuição das galáxias no Universo, a fase subsequente ainda é completamente desconhecida, pois nenhuma informação eletromagnética nos alcança dessa época. No entanto, a astronomia gravitacional abre uma nova janela sobre essa era escura da inflação, que os cientistas estudaram pela primeira vez com simulações numéricas.
Eles mostraram que, em algumas teorias, o Universo inteiro pode ficar preso em um estado de inflação eterna, hostil à vida. Em outros casos, as flutuações quânticas podem desencadear a formação de buracos negros a partir do colapso de bolsões do universo. Esses buracos negros não são remanescentes estelares típicos: dentro deles não está o núcleo colapsado de uma estrela, mas sim um universo paralelo inteiro!
Uma representação artística do Universo primordial, no qual microscopicas flutuações quânticas levam a uma inflação eterna ou ao colapso de certas regiões do Universo em buracos negros.
© Angelo Caravano com IA
Esse trabalho marca um avanço no estudo do Universo primordial por meio de métodos não perturbativos, na interface entre cosmologia, teoria do caos e ciências computacionais.
Referências:
Angelo Caravano, Keisuke Inomata, e Sébastien Renaux-Petel, Inflationary Butterfly Effect: Nonperturbative Dynamics from Small-Scale Features, Phys. Rev. Lett. 133, 151001 (2024).