NASA / JPL-Caltech
Uma equipa internacional de cientistas elaborou uma teoria que pode desafiar um dos pilares da física: a velocidade da luz.
O princípio-chave da física dos nossos dias é a lei que diz que as ondas eletromagnéticas e as de luz, se forem medidas no vácuo, se deslocam sempre à mesma velocidade.
No entanto, um novo estudo sugere que a velocidade da luz pode não ter sido sempre essa.
O cosmologista portugês João Magueijo, do Colégio Imperial de Londres, e o astrofísico canadiano Niayesh Afshordi, do Instituto Perimeter de Física Teórica do Canadá, pensam que a velocidade da luz, que sempre foi considerada uma constante, pode variar.
João Magueijo, de 47 anos, antigo aluno Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, é atualmente professor de Física Teórica no Imperial College da Universidade de Londres, depois de ter passado pela Universidade de Cambridge, onde fez o seu doutoramento.
Em 2003, com o seu livro “Faster Than The Speed of Light: The Story of a Scientific Speculation“, foi o primeiro autor português a estar no top ten dos livros mais vendidos nos Estados Unidos.
Num artigo publicado na Physical Review D, Magueijo e Afshordi afirmam que há muito tempo, quando o Universo tinha acabado de surgir, a luz se deslocava muito mais rapidamente do que hoje.
Segundo os dois cientistas, no universo primitivo, a luz pode ter ultrapassado a gravidade, e essa nova hipótese poderia resolver um dos maiores problemas da física.
Problema do Horizonte
O chamado Problema do Horizonte lida basicamente com o facto de que o universo atingiu uma temperatura uniforme muito antes de as partículas de luz (ou fotões) terem tempo de chegar a todos os confins do universo.
Se a velocidade da luz no vácuo é realmente constante, e sempre foi, então como é que o cosmos aqueceu tão rápido?
Normalmente, esse problema é abordado com a ideia de inflação do Universo – teoria que sugere que o universo passou por um período de expansão enorme no seu início.
Segundo essa teoria, a temperatura deverá ter estabilizado quando o universo era pequeno e condensado – quando a luz não tinha quase nenhuma distância para viajar – até ao momento em que explodiu repentinamente.
Isso faz sentido – excepto que ninguém sabe por que é que a inflação começou ou parou, e não há nenhuma forma de testar a teoria.
Uma hipótese alternativa
O estudo de João Magueijo e Niayesh Ashfordi é uma abordagem alternativa a este problema.
A ideia proposta pelos dois cientistas é a de que, nos dias mais precoces do universo, a luz e a gravidade viajavam a velocidades diferentes – ou porque a luz viajava mais depressa do que actualmente, ou porque a gravidade o fazia mais lentamente.
De qualquer forma, se logo após o Big Bang os fotões se moviam mais rapidamente do que a gravidade, isso te-los-ia deixado chegar suficientemente longe para que o universo alcançasse muito mais rapidamente a uma temperatura de equilíbrio.
Isso é apenas uma hipótese. Mas a parte emocionante é que ela pode realmente ser testada.
Se a hipótese for verdadeira, haverá uma assinatura particular deixada em micro-ondas, na chamada radiação cósmica de fundo – a radiação que sobrou do Big Bang, que ainda podemos detectar e estudar hoje.
Se a teoria estiver correta, o valor do chamado índice espectral, que descreve as ondulações de densidade inicial no universo, será fixado em 0,96479 .
Curiosamente, o último índice espectral, identificado o ano passado pelo satélite Planck, que mapeia o fundo em micro-ondas, foi de 0,968, não muito longe do número esperado se a luz e a gravidade viajassem a velocidades diferentes.
Mas mais dados do Planck serão capazes de mostrar de uma vez por todas se esses números correspondem.
Se o índice espectral do fundo de micro-ondas cósmico coincidir com o valor previsto pela teoria de Magueijo e Ashfordi, isso teria enormes implicações para a nossa compreensão da física.
Há uma enorme lacuna entre a forma como o universo parece actuar à escala quântica (a da mecânica quântica) e na escala visível (a da relatividade geral), e os físicos estão desesperadamente à procura de uma teoria para tentar unir as duas – como por exemplo a Teoria das Cordas cósmicas.
Mas a nova hipótese proposta pelos dois astrofísicos pode ser primeiro passo no caminho para compreendermos melhor o universo e a gravidade quântica.
ZAP / HypeScience
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