quinta-feira, 28 de agosto de 2014

O Universo teve um começo? #4 - Modelos de flutuação no vácuo e modelo inflacionário.

Outros modelos propostos foram os modelos de flutuação no vácuo e inflacionário. Os modelos de flutuação no vácuo apelam para a física quântica antes da era Planck, enquanto no modelo inflacionário, o universo produz, por meio de inflação, domínios separados que se afastam com a expansão.


O Modelo de Flutuação no Vácuo

No meu texto sobre o modelo padrão do Big Bang, eu disse que o que acontecia na era Plank ainda era desconhecido. Chegou então a hora de especular o que aconteceu antes dessa era com a física quântica. Partículas subatômicas aparecem devido a energia no vácuo quântico. Essas partículas existem por algum momento e somem. De acordo com a teoria, antes da era inflacionaria, o universo era apenas um vácuo. Nesse vácuo, existem pequenas partículas que evoluem para pequenos universos, e o nosso seria um desses universos.
Os grandes problemas desse modelos vão alem de sua física especulativa. Se esse vácuo for eterno, então nesse tempo infinito as partículas evoluíram para universos e ocuparam todo o espaço do vácuo. Dessa forma, um acaba “atropelando” o outro com a expansão. A única solução seria se esse vácuo também estivesse em expansão, mas isso levaria a um inicio do vácuo também. Por esses motivos, esses modelos foram abandonados nos anos 1980.

Modelo Inflacionário

De acordo com o Modelo Inflacionário, a inflação nunca tem fim, mas quando o universo chega a um volume, ele da espaço a outro que vem por meio da inflação e assim por diante.
O problema desse modelo é que, apesar dele ter futuro eterno, ele não tem passado eterno. Andrei Linde expõe esse problema:

“O aspecto mais intrincado desse problema não é a singularidade propriamente dita, e sim o que havia antes dela [...] trata-se de um problema situado entre a fronteira da física e da metafísica” [1]

Linde tentou defender um passado eterno, mas logo falhou. Segundo Linde, nosso universo é um entre vários em um multiverso repleto de universos produzidos pela inflação.
Em 1994, Arving Borde e Alexander Vilenkin mostraram que qualquer espaço-tempo que estejam inflando não pode ter o passado completo, mas deve ter tido uma singularidade inicial. Já que os modelos de multiverso são em maioria modelos de inflação, isso significa que tais modelos também não podem ser eternos. Borde e Vilenkin dizem:

“O fato é que isso [ter o passado eterno] é impossível em espaços-tempos inflacionários de futuros eternos, levando-se em conta que obedeçam a condições físicas racionais. Segue-se, portanto, que tais modelos devem necessariamente possuir singularidades iniciais [...] O fato de que espaços-tempos inflacionários não tenham passado completo nos obriga a lidar com a questão do que veio antes – se é que houve algo assim.” [2]

Conclusão

Outras duas tentativas de resgatar o passado eterno do universo foram tiradas. O que nos leva as tentativas de se livras desse inicio com modelos de gravidade quântica. Isso ficará para outro texto (já que o modelo Hartle-Hawking é eterno, mas tem outras falhas). No próximo texto falarei da segunda lei da termodinâmica e suas implicações para o universo.

Fontes

[1] – Andrei Linde, “Inflationary Universe”, p. 976
[2] – Arvind Borde e Alexander Vilenkin, “Eternal inflation and the initial singularity”, Physical Review Letters 72: 3305, 3307

Nenhum comentário:

Postar um comentário