O nosso universo, nascido de um buraco negro em outro universo?
A teoria do Big Bang, embora tenha explicado muitos fenómenos cosmológicos, deixa questões sem resposta. Entre elas, a natureza da energia escura e da matéria escura, ou ainda a incompatibilidade entre a relatividade geral e a mecânica quântica. Estes enigmas levam os investigadores a explorar alternativas, como a ideia de um Universo originado de um buraco negro.
O estudo baseia-se numa solução analítica que descreve como um colapso gravitacional poderia evitar a formação de uma singularidade. Em vez disso, a matéria ricochetearia, iniciando uma expansão semelhante à do Big Bang. Este cenário, apoiando-se apenas nas leis físicas conhecidas, evita a introdução de partículas ou forças especulativas.
Os investigadores também mencionam a possível interação entre a gravidade e o campo de Higgs. Em condições extremas, esta interação poderia alterar o comportamento da gravidade, impedindo a formação de uma singularidade. Esta hipótese, embora não incluída no estudo atual, abre perspetivas para unificar a gravidade e a mecânica quântica.
O modelo prevê uma ligeira curvatura espacial positiva do Universo e a existência de objetos relíquia, como buracos negros primordiais. Estas previsões poderiam ser testadas através de observações, nomeadamente com o telescópio espacial James Webb. A descoberta de tais relíquias fortaleceria consideravelmente esta teoria alternativa.
Como pode um buraco negro evitar a formação de uma singularidade?
No âmbito da mecânica quântica, o princípio de exclusão de Pauli proíbe que dois fermiões ocupem o mesmo estado quântico. Este princípio gera uma pressão, chamada de degenerescência, que pode resistir ao colapso gravitacional.
Esta pressão é responsável pela estabilidade das anãs brancas e das estrelas de neutrões. Para um buraco negro, poderia impedir a formação de uma singularidade ao provocar um ricochete. Este mecanismo oferece uma alternativa elegante às singularidades previstas pela relatividade geral.
Os modelos de ricochete cósmico exploram esta ideia, sugerindo que o Universo poderia ter passado por uma fase de contração antes da sua expansão atual. Estas teorias tentam conciliar a gravidade com os princípios quânticos, sem recorrer a modificações ad hoc das leis físicas.
O que é a energia escura?
A energia escura é uma forma de energia hipotética que comporia cerca de 68% do Universo. É invocada para explicar a aceleração da expansão do Universo. Ao contrário da matéria escura, a energia escura teria um efeito repulsivo, opondo-se à força gravitacional.
A sua existência é deduzida a partir das observações de supernovas distantes e da radiação cósmica de fundo. No entanto, a sua natureza exata permanece um dos maiores mistérios da cosmologia moderna. As teorias variam, desde uma constante cosmológica até campos escalares dinâmicos.
A energia escura coloca em dificuldade a nossa compreensão das leis fundamentais da física. O seu estudo poderá exigir uma nova física, para além do modelo padrão e da relatividade geral. As pesquisas atuais concentram-se na medição precisa dos seus efeitos em diferentes épocas cosmológicas.