Será que a teoria de Einstein só vale na escala do Sistema Solar?

Será que a teoria de Einstein só vale na escala do Sistema Solar?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/11/2024

Os dados são preliminares, mas indicam que as equações de Einstein podem não ter validade universal.

Alcance das teorias de Einstein

Um trio de físicos das universidades de Genebra (Suíça) e Paul Sabatier (França) encontrou uma discrepância entre as equações da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein e os dados coletados pelo projeto Rastreio da Energia Escura, ou DES (Dark Energy Survey), observações astronômicas que estão mapeando centenas de milhões de galáxias.

O trio descobriu uma discrepância ainda pequena, mas significativa, que varia em diferentes períodos na história cósmica, o que contesta a validade das teorias de Einstein para explicar fenômenos além do nosso Sistema Solar, em uma escala universal.

De acordo com a teoria de Einstein, o Universo é deformado pela matéria, como uma grande folha flexível. Essas deformações, causadas pela gravidade dos corpos celestes, são chamadas de poços gravitacionais. Quando a  luz passa por essa estrutura irregular do espaço-tempo, sua trajetória é curvada por esses poços, semelhante ao efeito de uma lente de vidro. No entanto, neste caso, é a gravidade, não o vidro, que curva a luz. Esse fenômeno é conhecido como lente gravitacional.

Observar esse fenômeno não apenas nos permite enxergar corpos celestes por detrás de outros, já que a luz faz uma curva, permitindo ver o que está escondido, como também fornece informações cruciais sobre os componentes, a história e a expansão do Universo.

Foi uma medição dessas, feita durante um eclipse solar em 1919, que confirmou a teoria de Einstein - a previsão de Einstein apontava uma deflexão da luz duas vezes maior que a prevista pela gravitação clássica de Isaac Newton. Essa diferença surge da introdução de um novo elemento-chave por Einstein: A deformação do tempo, além da deformação do espaço, para atingir a curvatura exata da luz.

Mas um eclipse solar visto da Terra é algo pequeno demais em termos cósmicos. E é aí que as coisas começam a se complicar.


As previsões feitas pela Relatividade Geral não batem com os dados em diferentes marcos temporais.
[Imagem: Isaac Tutusaus et al. - 10.1038/s41467-024-53363-6]

Leis físicas variáveis

A questão sobre se as equações da Relatividade Geral mantêm-se válidas nos confins do Universo é antiga, sendo explorada por muitos cientistas, que se voltam para o lado observacional, tentando quantificar a densidade da matéria no cosmos e entender a aceleração de sua expansão.

O projeto DES é um desses esforços.

"Até agora, os dados do Rastreio da Energia Escura foram usados para medir a distribuição de matéria no Universo. Em nosso estudo, usamos esses dados para medir diretamente a distorção do tempo e do espaço, o que nos permitiu comparar nossas descobertas com as previsões de Einstein," conta a professora Camille Bonvin, coordenadora deste novo trabalho.

Os dados permitem olhar profundamente para o espaço e, portanto, para o passado distante.
A equipe analisou 100 milhões de galáxias    em quatro pontos diferentes na história do Universo: 3,5, 5, 6 e 7 bilhões de anos atrás. Essas medições revelaram como os poços gravitacionais evoluíram ao longo do tempo, cobrindo mais da metade da história do cosmos.

"Nós descobrimos que no passado distante - 6 e 7 bilhões de anos atrás - a profundidade dos poços se alinha bem com as previsões de Einstein. No entanto, mais perto de hoje, 3,5 e 5 bilhões de anos atrás, eles são ligeiramente mais rasos do que o previsto por Einstein," contou Isaac Tutusaus, membro da equipe.

E foi também durante esse período, mais próximo de hoje, que a expansão do Universo começou a acelerar.

Validade limitada da Relatividade

Para resolver essa discrepância entre os dados observacionais e as equações, os pesquisadores estão dando suporte a uma ideia que promete dar o que falar: Talvez as equações de Einstein só tenham validade em escalas menores, e não no Universo inteiro.

Ou seja, a resposta para dois fenômenos - a aceleração do Universo e o crescimento mais lento dos poços gravitacionais - pode ser a mesma: A força da gravidade pode funcionar sob diferentes leis físicas em escalas maiores do que aquelas previstas por Einstein. O que também equivale a dizer que as leis da física variam ao longo do Universo.

"Nossos resultados mostram que as previsões de Einstein têm uma incompatibilidade de 3 sigmas com as medições. Na linguagem da física, tal limiar de incompatibilidade desperta nosso interesse e exige mais investigações. Mas essa incompatibilidade não é grande o suficiente, neste estágio, para invalidar a teoria de Einstein. Para que isso aconteça, precisaríamos atingir um limiar de 5 sigmas. Portanto, é essencial ter medições mais precisas para confirmar ou refutar esses resultados iniciais e descobrir se essa teoria permanece válida em nosso Universo, a distâncias muito grandes," contextualizou Nastassia Grimm, membro da equipe.

Em busca de aumentar a confiabilidade de sua análise, a equipe está se preparando para analisar novos dados do telescópio espacial Euclides, lançado há um ano. À medida que o Euclides observa o Universo, suas medições das lentes gravitacionais serão significativamente mais precisas.

Além disso, espera-se que o novo telescópio espacial observe cerca de 1,5 bilhão de galáxias nos seis anos de duração previstos para sua missão. Isso permitirá medições mais precisas de distorções do espaço-tempo, permitindo olhar mais para trás no tempo e, finalmente, testar se as equações de Einstein são mais terráqueas do que cósmicas.

Bibliografia:

Artigo: Measurement of the Weyl potential evolution from the first three years of dark energy survey data
Autores: Isaac Tutusaus, Camille Bonvin, Nastassia Grimm
Revista: Nature Communications
Vol.: 15, Article number: 9295
DOI: 10.1038/s41467-024-53363-6

Fonte, com outros links:
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=sera-teoria-einstein-so-vale-escala-sistema-solar&id=010130241112&ebol=sim

Tudo no universo depende do comprimento do eixo de tempo imaginário (Li = 10^60 passos de processamento). e este eixo cresce com o tempo e assim como o universo tem 13,8 bilhões de anos a 7 bilhões de anos luz de distancia estamos vendo um universo 7 bilhões de anos no passado onde o tamanho do tempo imaginário tinha a metade do comprimento atual o que entre outras coisas implica que protons elétrons e neutrons eram mais leves e muda as constantes de Planck e muda tambem o Valor de G... Se este efeito não for levado em conta os físicos vão observar uma expansão acelerada e as equações da TRG usando constantes com valores atuais vao dar resultados errados... Acredito que todas as constantes universais ou são unitárias ou dependem do valor de Li. Então Li seria uma constante única que define todas as outras constantes, mas de fato Li = Idade do universo/ Tempo de Planck = 8.07236E+60 passos de processamento do relógio universal que ocorrem a cada intervalo de dois frames de tempos real (5.3912E-44) o que define que a frequência de clock do computador digital que roda nosso universo é de 1.4973E+104Hz (com 5E+265 bits de "memória RAM" em cada frame de espaço e 5E+325 bits de "memória HD" armazenando todos os 8.07236E+60 frames de tempo real que ja aconteceram ate hoje) que é um CPU muito rápida e potente (ou 5E+265 micro CPUs operando em paralelo), mas isto é apenas um pequeno neurônio da mente de Deus...

Acredito que todas as constantes universais ou são unitárias ou dependem do valor de Li. Então Li seria uma constante única que define todas as outras constantes, mas de fato Li = Idade do universo/ Tempo de Planck = 8.07236E+60 passos de processamento do relógio universal que ocorrem a cada intervalo de dois frames de tempos real (5.3912E-44) o que define que a frequência de clock do computador digital que roda nosso universo é de 1.4973E+104Hz (com 5E+265 bits de "memória RAM" em cada frame de espaço e 5E+325 bits de "memória HD" armazenando todos os 8.07236E+60 frames de tempo real que ja aconteceram ate hoje) que é um CPU muito rápida e potente (ou 5E+265 micro CPUs operando em paralelo), mas isto é apenas um pequeno neurônio da mente de Deus...

Note que Policarpo cita uma frequência de clock (a qual depende do tempo) absoluta!
Como fica a Relatividade Temporal de Einstein para esse caso particular ?