1179: A “Partícula de Deus” pode ter salvado o Universo do colapso cósmico

CIÊNCIA

NRAO/AUI/NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

O Universo vai expandir-se para sempre ou, eventualmente, entrará em colapso? Esta é uma questão que há anos tira o sono aos cientistas – e parece estar para ficar. Publicações recentes têm deixado a comunidade científica em polvorosa, trazendo mais dúvidas do que certezas.

O campo da Física está a fermentar. Neste momento, há uma nova conjectura que está a causar excitação na comunidade científica que estuda a Teoria das Cordas. Timm Wrase, da Universidade de Tecnologia de Viena, veio acender ainda mais o debate com a publicação de novos artigos científicos.

Na Teoria das Cordas, uma mudança de paradigma pode estar à espreita. No passado mês de Junho, uma equipa de teóricos das cordas, de Harvard e Caltech, publicou uma nova conjectura, que parecia bastante revolucionária.

De acordo com o artigo dos teóricos, disponibilizado para pré-publicação no Arxiv.org, a Teoria das Cordas é fundamentalmente incompatível com a nossa compreensão actual da energia escura – mas só a energia escura é que é capaz de explicar a atual e acelerada expansão do Universo.

O nosso Universo está envolvido por uma vasta e invisível força que parece opor-se à gravidade. Os físicos apelidaram esta força de energia escura e acreditam que esta esteja constantemente a empurrar o nosso Universo para fora – ou seja, a expandi-lo.

Mas, o artigo publicado em Junho sugere que a energia escura vai mudando com o tempo. Na prática, isto significa que o Universo pode não se expandir para sempre, podendo, eventualmente, entrar em colapso e tornar-se do tamanho que tinha antes do Big Bang.

Apesar de promissora, esta conjectura levantou quase de imediato várias questões, tendo vários grupos de cientistas publicado outros artigos nos quais sugeriam revisões à teoria apresentada pelos teóricos de Harvard e Caltech.

Também Wrase percebeu rapidamente que havia algo estranho com a teoria: da forma que está descrita, é incompatível com o bosão de Higgs, a partícula celebrizada como a “Partícula de Deus” – que sabemos existir, desde 2013, graças ao Grande Colisionador de Hadrões (LHC) localizado na fronteira da Suíça com a França.

De acordo com os seus cálculos, que contaram com a participação de cientistas da Universidade da Columbia em Nova York e da Universidade de Heidelberg, a hipótese do Universo em constante expansão não pode ainda ser descartada – e foi a partícula descoberta no LHC que causou o maior “buraco” na teoria revolucionária de Junho.

Ainda assim, explicou Wrase em declarações ao Live Science, a conjectura do Universo em colapso poderia ser viável, mas precisaria de alguns ajustes teóricos. O artigo que baralhou a teoria revolucionária sobre a Teoria das Cordas foi publicado no passado dia 2 de Outubro na revista Physical Review D.

Sinteticamente, o artigo de Junho sugere que a Teoria das Cordas – um dos maiores modelos no campo da Física – invalida a expansão infinita do universo. “As pessoas ficam muito emotivas porque, a ser verdade e a ser descoberta, seria espectacular”, disse Wrase.

O debate acalorado sobre a Teoria das Cordas e a energia escura continua um pouco por todo o mundo. Wrase espera que toda esta discussão conduza a avanços científicos.

“Toda esta controvérsia é boa para a Teoria das Cordas”, reitera o físico. De repente, muitas pessoas surgem com ideias completamente novas sobre as quais ninguém tinha pensado até então”.

A Teoria de Tudo

Já muito se disse e escreveu sobre a Teoria das Cordas. Esta teoria, também conhecida com a Teoria de Tudo, representa uma estrutura matematicamente elegante para unir a teoria da Relatividade Geral de Einstein à Mecânica Quântica. No entanto, e tal como nota a Phys.org, ainda não foi comprovada experimentalmente.

A Teoria das Cordas é, no fundo, uma teoria da unificação, uma vez que propõe relacionar a gravidade à física quântica, entendendo as leis da natureza, que descrevem todo o mundo físico desde de as partículas mais pequenas até à maior estrutura do Universo.

Nesta hipótese, as cordas são os blocos fundamentais da matéria. A teoria sugere que as partículas que compõem o universo não são realmente pontos, mas antes cordas uni-dimensionais que vibram.

Para que a Teoria das Cordas seja uma explicação viável para o Universo, deve incorporar a energia escura. Originalmente, a ideia partiu de Einstein, que a adicionou como uma “constante cosmológica” à teoria da Relatividade Geral, de forma a construir um Universo que não se expande.

Quando, em 1929, o Hubble comprovou que o Universo estava efectivamente em expansão, Einstein retratou as suas equações e considerou este o maior erro da sua vida. Entretanto, com a descoberta da expansão acelerada do Universo, a constante cosmológica foi reintroduzida como energia escura no actual modelo padrão da cosmologia.

Para o bem da Ciência, as hipóteses que vão emergindo serão, pelo menos em parte, testadas experimentalmente. No futuro, a expansão do Universo será medida com mais precisão do que nunca – até lá, o debate promete continuar aceso.

Por SA
22 Outubro, 2018

 

625: A Partícula de Deus tem um novo amigo

(CC0/PD) insspirito / pixabay

O Bosão de Higgs, celebrizado como “Partícula de Deus”, apareceu novamente no maior acelerador de partículas do mundo. Desta vez, surgiu ao lado de um quark top e um quark antitop, as mais pesadas partículas fundamentais conhecidas.

Esta nova descoberta poderá ajudar os cientistas a compreender melhor por que motivo as partículas fundamentais têm massa.

Quando, em 2013, os cientistas do Grande Colisionador de Hadrões, LHC, confirmaram a existência do Higgs foi um grande avanço. A descoberta preencheu a última peça que faltava no Modelo Padrão da Física, que explica o comportamento das minúsculas partículas subatómicas. A descoberta veio também a confirmar as suposições básicas dos físicos sobre a forma como o universo funciona.

No entanto, simplesmente encontrar o bosão de Higgs não explica todas as questões que os cientistas têm sobre como este se comporta. Esta nova observação começa agora a preencher as lacunas deixadas.

Tal como a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN), a organização científica que opera o LHC, explicou num comunicado, um dos mistérios mais importantes na física de partículas são as diferenças de massa entre os fermiões, as partículas que compõem a matéria.

Um electrão, por exemplo, tem pouco menos de um milionésimo da massa de um quark top. Os investigadores acreditam que o bosão de Higgs, com o seu importante papel em explicar a origem da massa no universo, poderá ser a chave para este mistério.

Duas experiências – o Compact Muon Solenoid (CMS) e o A Toroidal LHC Apparatus (ATLAS) – observaram uma decadência que revelou que o Higgs se “une” fortemente ao super pesado quark superior, sugerindo uma estreita afinidade entre as partículas. Este resultado vai também ao encontro do que os físicos tinham previsto.

As novas medições “indicam fortemente que o bosão de Higgs tem um papel fundamental no grande valor da massa dos quarks top. Embora esta seja certamente uma característica fundamental no Modelo Padrão, “esta é a primeira vez que foi verificada experimentalmente com uma significância esmagadora”, disse Karl Jakobs, porta-voz da colaboração entre a ATLAS e o LHC.

As novas conclusões não são resultado de uma única observação, mas sim de um conjunto de sinais fracos recolhidos em várias observações, que foram sendo guardados até que os investigadores tivessem dados suficientes para ter a certeza do que estavam a testemunhar.

As conclusões foram publicados esta segunda-feira num artigo no Physical Review Letters.

O Grande Colisonador de Hadrões é o maior acelerador de partículas do mundo, instalado num túnel com 27 quilómetros de circunferência na fronteira entre a França e a Suíça. Em 2013, o laboratório ganhou destaque na imprensa internacional ao detectar o Bosão de Higgs, conhecido popularmente como a “partícula de Deus”.

ZAP // Live Science

Por ZAP
7 Junho, 2018

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431: A “partícula de Deus” pode já ter começado a destruir o Universo

JPL-Caltech / NASA

Um novo e controverso estudo sugere que, num qualquer lugar distante do espaço, um Bosão de Higgs pode colapsar (ou já ter colapsado), produzindo uma bolha de energia no vácuo em expansão – que acabará por nos engolir a todos.

O Bosão de Higgs, a famosa “Partícula de Deus“, foi descoberta em 2012, quase 50 anos depois de Peter Higgs ter postulado a sua existência, após décadas de pesquisa de físicos que a procuraram incansavelmente.

Segundo um novo estudo de uma equipa de cientistas da Universidade de Harvard, no Reino Unido, esta partícula sub-atómica pode um dia destruir o Universo. Mais do que isso, o irreversível processo até poderá já estar em curso.

De acordo com o estudo, publicado o mês passado na revista Physical Review, é possível que a mencionada partícula já tenha colapsado sobre si própria algures no espaço – caso em que irá brevemente produzir uma bolha de energia capaz de devorar o Universo.

Esta não é a primeira pesquisa na área da física de partículas com previsões apocalípticas, e diversos estudos avançaram até agora com cálculos sobre a forma como o Universo vai acabar – ou a data em que tal vai acontecer. Em todos eles, felizmente para nós e para os bisnetos dos nossos bisnetos, o Universo acaba daqui a um tempo incontável. As estimativas actuais prevêem o fim do Universo em 1×10100 anos.

Segundo explica Anders Andreassen, investigador da Universidade de Harvard e autor principal da pesquisa, “a destruição do Universo por um Bosão de Higgs é um fenómeno altamente improvável”. Mas, diz o físico, num Universo infinitamente grande, mesmo as coisas altamente improváveis se tornam inevitavelmente prováveis.

“Um dos objectivos do nosso estudo é o de corrigir todas as aproximações anteriores e obter a data mais exacta possível para a eventual destruição do Universo”, que, diz Andreassen, está até mais distante do que se pensava: tudo terminará com uma violenta explosão, daqui a cerca de 1×10139 anos. Um número com 139 zeros.

“A precisão extrema desta pesquisa é impressionante”, comenta Ruth Gregory, investigadora da Universidad de Durham, no Reino Unido, que questiona a validade das conclusões do novo estudo.

“Foram muito precisos, o que não foram é capazes de considerar a gravidade, nem explicar a matéria escura ou a energia escura”, diz à New Scientist a investigadora britânica. E, como convém, está lançada a controvérsia na comunidade científica.

O fim chegará sem nos darmos conta

A bolha de energia produzida pelo eventual colapso de um Bosão de Higgs, que até já pode ter acontecido, irá assim um dia atingir a Terra e engoli-la por completo (juntamente com uma boa parte deste lado do Universo conhecido).

Mas para os humanos (ou algo parecido) que então tenham a infelicidade de viver no nosso planeta, se ainda existir na altura, há uma espécie de boa notícia: nem vão aperceber-se do que lhes aconteceu.

Segundo os autores do estudo, a informação foi há muito tempo proibida pela Teoria da Relatividade de Einstein de viajar mais depressa do que a luz. “É excitante imaginar essa borbulha de energia negativa, a caminhar na nossa direcção, à velocidade da luz. Mas nunca a veremos chegar”, diz Andreassen.

Assim, será impossível saber com antecedência que o Fim do Mundo por Bosão de Higgs já aconteceu, e que não vale a pena pôr a roupa a lavar.

ZAP // N+1 / New Scientist

Por ZAP
3 Abril, 2018

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