Primeira evidência observacional para a teoria das cordas pode explicar mistério da energia escura

Físicos potencialmente fizeram uma descoberta que poderia resolver um dos maiores mistérios do universo. Um novo estudo preliminar sugere que a teoria das cordas pode explicar a energia escura, a força enigmática que impulsiona a expansão acelerada de nosso universo. Os pesquisadores afirmam que suas descobertas podem representar a primeira evidência observacional que apoia a teoria das cordas, potencialmente revolucionando nossa compreensão da aceleração cósmica.

“Visto através do nosso trabalho, você poderia pensar no resultado do DESI como a primeira evidência observacional que apoia a teoria das cordas e talvez as primeiras consequências observáveis da teoria das cordas e da gravidade quântica”, disse Michael Kavic, coautor do estudo e professor da SUNY Old Westbury, ao portal americano Live Science.

O mistério da energia escura tem intrigado os cientistas desde 1998, quando duas equipes independentes descobriram que a expansão do universo estava acelerando em vez de desacelerar. Essa descoberta implicava a existência de uma energia misteriosa que permeia o espaço, que agora chamamos de energia escura.

Espaço-tempo quântico e aceleração cósmica

A equipe de pesquisa, incluindo físicos da Virginia Tech e da Universidade de Witwatersrand, aplicou a teoria das cordas para analisar o espaço-tempo em nível quântico. Seus cálculos sugerem que, em escalas extremamente pequenas, o espaço-tempo se comporta de maneira fundamentalmente quântica, onde as coordenadas não “comutam” – ou seja, a ordem em que elas aparecem nas equações afeta o resultado.

Esse comportamento quântico do espaço-tempo naturalmente leva à aceleração cósmica, de acordo com seu modelo. Ainda mais impressionante, suas previsões correspondem às observações recentes do Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI), que descobriu que a taxa de aceleração diminui ao longo do tempo – algo que não é previsto pelos modelos padrão.

Um dos aspectos mais notáveis de suas descobertas é a conexão entre escalas muito diferentes: o comprimento de Planck (cerca de 10⁻³³ centímetros) e o tamanho de todo o universo (bilhões de anos-luz de diâmetro). Essa ligação incomum sugere que a energia escura está fundamentalmente ligada à natureza quântica do espaço-tempo em si.

“Isso sugere uma conexão mais profunda entre a gravidade quântica e as propriedades dinâmicas da natureza que se pensava serem constantes”, disse Kavic. “Pode acontecer que uma compreensão fundamental que carregamos conosco é que as propriedades definidoras básicas de nosso universo são estáticas, quando na verdade não são.”

Testando a teoria

Embora a descoberta teórica seja significativa, a confirmação experimental é essencial. A equipe propôs maneiras concretas de testar suas ideias, incluindo a detecção de padrões de interferência quântica complexos que não ocorreriam na física quântica padrão.

“Existem muitas implicações de nossa abordagem para a gravidade quântica”, disse Djordje Minic, físico da Virginia Tech e coautor do artigo. “Esses são experimentos de laboratório que poderiam ser realizados em um futuro próximo — em três ou quatro anos.”

A pesquisa aborda inconsistências de longa data em nossa compreensão da energia escura. Tentativas anteriores de explicá-la por meio de flutuações quânticas no vácuo produziram valores 120 ordens de magnitude maiores – uma discrepância impressionante. A abordagem da teoria das cordas resolve esse problema e prevê corretamente a taxa de aceleração decrescente observada pelo DESI.

Se confirmadas, essas descobertas representariam não apenas uma solução para o enigma da energia escura, mas também a primeira evidência tangível que apoia a teoria das cordas – um objetivo que os físicos perseguem há décadas. A equipe continua a aprimorar sua compreensão do espaço-tempo quântico enquanto explora outras formas de testar sua teoria.