{"id":2005,"date":"2016-01-16T15:52:58","date_gmt":"2016-01-16T18:52:58","guid":{"rendered":"http:\/\/scienceblogs.com.br\/chivononpo\/?p=2005"},"modified":"2016-01-16T15:52:58","modified_gmt":"2016-01-16T18:52:58","slug":"inflacoes-secundarias-pode-ser","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/chivononpo\/2016\/01\/16\/inflacoes-secundarias-pode-ser\/","title":{"rendered":"Infla\u00e7\u00f5es secund\u00e1rias? Pode ser…"},"content":{"rendered":"

Nova teoria de infla\u00e7\u00e3o secund\u00e1ria apresenta novas op\u00e7\u00f5es para evitar o problema de um excesso de mat\u00e9ria escura<\/a><\/h1>\n

F\u00edsicos sugerem que um per\u00edodo menor de expans\u00e3o inflacion\u00e1ria nos instantes logo ap\u00f3s o Big Bang podem explicar a quantidade estimada dessa mat\u00e9ria misteriosa<\/h4>\n

DOE\/BROOKHAVEN NATIONAL LABORATORY<\/p>\n

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IMAGEM: <\/strong>Uma nova teoria sugere que houve pelo menos um per\u00edodo mais curto de expans\u00e3o inlacion\u00e1ria do universo que poderia explicar a quantidade estimada de mat\u00e9ria escura no cosmos atual.<\/p>\n

CR\u00c9DITO: BROOKHAVEN NATIONAL LABORATORY<\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n

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14 de janeiro de 2016 \u2013 UPTON, NY \u2014 A cosmologia padr\u00e3o \u2013 ou seja, a Teoria do Big Bang, com seu per\u00edodo inicial de expans\u00e3o exponencial \u2013 \u00e9 o modelo mais aceito para nosso universo, no qual todo o espa\u00e7o e tempo incharam como um bal\u00e3o, a partir de um ponto muito quente e muito denso, para virar uma vastid\u00e3o homog\u00eanea e sempre em expans\u00e3o. Essa teoria d\u00e1 conta de v\u00e1rios fen\u00f4menos f\u00edsicos que observamos. Mas e se isso n\u00e3o for tudo?<\/p>\n

Uma nova teoria dos f\u00edsicos do Laborat\u00f3rio Nacional de Brookhaven, do Laborat\u00f3rio Nacional do Acelerador Fermi e da Universidade Stony Brook, que ser\u00e1 publicada online em 18 de janeiro em Physical Review Letters<\/i>, sugere ter havido um segundo per\u00edodo inflacion\u00e1rio mais curto que pode dar conta da quantidade estimada de mat\u00e9ria escura no cosmos.<\/p>\n

“Em geral, uma teoria fundamental da natureza pode explicar certos fen\u00f4menos, mas ela pode, no fim, n\u00e3o acabar dando a quantidade certa de mat\u00e9ria escura”, argumenta Hooman Davoudiasl, l\u00edder de grupo no Grupo Te\u00f3rico de Altas Energias do Laborat\u00f3rio Nacional Brookhaven e um dos autores do artigo. “Se voc\u00ea acabar com pouca mat\u00e9ria escura, sempre pode sugerir uma nova fonte para esta, por\u00e9m mat\u00e9ria escura demais \u00e9 um problema”.<\/p>\n

Medir a quantidade de mat\u00e9ria escura no universo n\u00e3o \u00e9 uma tarefa f\u00e1cil. Ao fim e ao cabo ela \u00e9 escura, de forma que n\u00e3o interage de maneira significativa com a mat\u00e9ria comum. N\u00e3o obstante, os efeitos gravitacionais da mat\u00e9ria escura d\u00e3o aos cientistas uma boa ideia de quanto dela existe por a\u00ed. As melhores estimativas indicam que ela perfaz cerca de um quarto do total\u00a0de massa-energia do universo, enquanto que a mat\u00e9ria comum \u2013 esta que comp\u00f5e as estrelas, nosso planeta e n\u00f3s mesmos \u2013 compreende apenas 5%. A mat\u00e9ria escura \u00e9 a subst\u00e2ncia dominante no universo, o que levou os f\u00edsicos a criar teorias e experi\u00eancias para explorar suas propriedades e entender o que deu origem a ela.<\/p>\n

Algumas teorias que apresentam explica\u00e7\u00f5es elegantes para certas esqusitices na f\u00edsica que nos deixam perplexos \u2013 por exemplo, a pasmante\u00a0fraqueza da gravidade em compara\u00e7\u00e3o com as outras intera\u00e7\u00f5es fundamentais (eletromagn\u00e9tica, nuclear forte e nuclear fraca) \u2013 n\u00e3o podem ser totalmente aceitas porque predizem mais mat\u00e9ria escura do que as observa\u00e7\u00f5es emp\u00edricas podem apoiar.<\/p>\n

Esta nova teoria soluciona este problema. Davoudiasl e seus colegas adicionam um novo passo \u00e0 sequ\u00eancia de eventos comumente aceita na cria\u00e7\u00e3o do espa\u00e7o e tempo.<\/p>\n

Na cosmologia padr\u00e3o, a expans\u00e3o exponencial do universo \u2013 chamada de infla\u00e7\u00e3o c\u00f3smica \u2013 teve in\u00edcio provavelmente logo aos 10-35 <\/sup>segundo depois do come\u00e7o do tempo \u2013 isso \u00e9 zero v\u00edrgula 34 zeros, um. Essa expans\u00e3o explosiva de todo o espa\u00e7o durou meras fra\u00e7\u00f5es de uma fra\u00e7\u00e3o de segundo, o que levou eventualmente a um universo quente, seguido de um per\u00edodo de resfriamento que continua at\u00e9 os presentes dias. Ent\u00e3o, quando o universo tinha entre alguns segundos e alguns minutos de idade \u2013 ou seja, ficou frio o bastante \u2013 come\u00e7ou a forma\u00e7\u00e3o dos elementos mais leves. Entre esses marcos, podem ter acontecido outros interl\u00fadios inflacion\u00e1rios. argumenta Davoudiasl.<\/p>\n

“Eles n\u00e3o teriam sido grandiosos ou t\u00e3o violentos como o inicial, mas poderiam dar conta de uma dilui\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria escura”, explica ele.<\/p>\n

No come\u00e7o, quando as temperaturas ultrapassavam bilh\u00f5es de graus em um volume de espa\u00e7o relativamente pequeno, as part\u00edculas de mat\u00e9ria escura podiam se chocar e se aniquilarem no contato, passando sua energia para os constitu\u00edntes da mat\u00e9ria comum \u2013 part\u00edculas tais como el\u00e9trons e quarks. Mas, na medida em que o universo continuou a se expandir e esfriar, as part\u00edculas de mat\u00e9ria escura se encontravam cada vez menos vezes e a taxa de aniquila\u00e7\u00e3o n\u00e3o conseguia dar conta da taxa de expans\u00e3o.<\/p>\n

“Neste ponto, a abund\u00e2ncia de mat\u00e9ria escura foi cozinhada com o resto do bolo”, prossegue Davoudiasl. “Lembrem-se que a mat\u00e9ria escura interage de maneira muito fraca. Dessa forma, n\u00e3o pode continuar a existir uma taxa de aniquila\u00e7\u00e3o significativa em temperaturas mais baixas. A auto-aniquila\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria escura se torna ineficaz bem cedo e a quantidade de part\u00edculas de mat\u00e9ria escura fica congelada”.<\/p>\n

No entanto, quanto mais fracas forem as intera\u00e7\u00f5es da mat\u00e9ria escura \u2013 ou seja, quanto menos eficiente for a auto-aniquila\u00e7\u00e3o \u2013 maior deveria ser a abund\u00e2ncia final de part\u00edculas de mat\u00e9ria escura. Na medida em que as experi\u00eancias colocam restri\u00e7\u00f5es cada vez maiores na for\u00e7a das intera\u00e7\u00f5es da mat\u00e9ria escura, algumas teorias correntes acabam por superestimar a quantidade de mat\u00e9ria escura no universo. Para colocar as teorias em alinhamento com as observa\u00e7\u00f5es, Davoudiasl e colegas sugerem que aconteceu um outro per\u00edodo inflacion\u00e1rio, alimentado por intera\u00e7\u00f5es em um “setor oculto” da f\u00edsica. Esse segundo per\u00edodo de infla\u00e7\u00e3o, mais suave, caracterizado por um r\u00e1pido crescimento do volume, teria dilu\u00eddo a abund\u00e2ncia primordial de part\u00edculas, potencialmente deixando o universo com a densidade de mat\u00e9ria escura que observamos atualmente.<\/p>\n

“Definitivamente n\u00e3o \u00e9 a cosmologia padr\u00e3o, mas temos que aceitar que o universo pode n\u00e3o ser governado pela maneira padr\u00e3o que pensamos”, disse ele. “Por\u00e9m, n\u00e3o tivemos que construir alguma coisa complicada. N\u00f3s demonstramos que um modelo simples pode obter essa pequena quantidade de infla\u00e7\u00e3o no universo primevo e dar conta da quantidade de mat\u00e9ria escura que acreditamos haver por a\u00ed”.<\/p>\n

Provar a teoria \u00e9 outra coisa totalmente diferente. Davoudiasl diz que pode haver uma maneira de procurar por, pelo menos, as mais fracas intera\u00e7\u00f5es entre o setor oculto e a mat\u00e9ria comum.<\/p>\n

“Se esse per\u00edodo inflacion\u00e1rio secund\u00e1rio aconteceu, ele pode ser caracterizado por energias dentro do alcance de experi\u00eancias em aceleradores tais como o Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) e o Large Hadron Collider,” diz ele. Somente o tempo dir\u00e1 se os sinais de um setor oculto v\u00e3o aparecer ns colis\u00f5es dentro desses aceleradores, ou em outras instala\u00e7\u00f5es experimentais.<\/p>\n

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