🌀 A gravidade, um simples motor térmico à escala do Universo?

A gravidade poderia ser uma manifestação da termodinâmica, a ciência do calor e da energia.

É a ideia explorada por pesquisadores do Imperial College London, que propõem que ela atue como um motor térmico, transformando calor em trabalho. Uma pista que pode resolver grandes enigmas cosmológicos.


A teoria da relatividade geral de Einstein descreve a gravidade como uma curvatura do espaço-tempo. Mas ela tem dificuldade em explicar por que a energia do vácuo é tão baixa em comparação com as previsões quânticas: o famoso problema da constante cosmológica. Essa divergência levou os físicos a buscar alternativas. A abordagem termodinâmica pode oferecer um novo caminho, ao relacionar a gravidade a processos de calor e entropia já observados em buracos negros.

Tudo começou em 1995, quando o físico Ted Jacobson inverteu a lógica de Hawking e Bekenstein. Em vez de deduzir uma temperatura a partir da gravidade, ele usou a termodinâmica para derivar a equação de Einstein. Uma ideia brilhante, mas que ficou sem continuidade por décadas. Joao Magueijo, autor principal do novo estudo, lembrou-se dela durante as férias em uma ilha grega isolada. Ele percebeu que as tentativas anteriores tentavam encaixar teorias existentes na construção de Jacobson, em vez de deixar a termodinâmica guiar.

Com seu doutorando Ray Isichei, Magueijo modelou a gravidade como um ciclo de Otto, o princípio dos motores a gasolina. Em um motor, o calor não é a única fonte de energia: há também trabalho, reações químicas. Então eles adicionaram esse "algo mais" ao processo termodinâmico, sem presumir o resultado. Essa abordagem aberta permitiu derivar uma nova teoria da gravidade, na qual matéria e energia podem ser criadas ou destruídas.


Esse resultado quase foi abandonado, pois parecia absurdo. Mas os pesquisadores perceberam que essa propriedade poderia explicar a aceleração da expansão do Universo sem recorrer à energia escura ou a uma constante cosmológica. Normalmente, a matéria comum desacelera a expansão. Mas se sua conservação for modificada, uma criação contínua de matéria pode, ao contrário, acelerar a expansão. Uma ideia audaciosa que pode resolver um problema de décadas.

Claro, essa teoria permanece especulativa. Os autores pretendem confrontá-la com observações cosmológicas, como supernovas ou a radiação cósmica de fundo. A cosmologia tornou-se uma ciência de precisão, e qualquer nova ideia deve passar pelo teste dos dados. Se for confirmada, nossa concepção da gravidade e do Universo pode ser profundamente revolucionada.