terça-feira, 9 de setembro de 2014

O Universo teve um começo? #9 - O modelo Hartle-Hawking "sem fronteiras"

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Esse vai ser (provavelmente) o ultimo desta serie. Nesse texto, vou falar do modelo de gravidade quântica de James Hartle e Stephen Hawking. Após o término dessa serie, vou começar uma sobre o Problema do Mal (faria mais sentido falar sobre o ajuste fino do universo depois de uma serie sobre o universo, mas eu preciso dar uma lida melhor nessas coisas)

A Proposta Sem Fronteiras

Já que o teorema feito por Arvind Borde e Alexander Vilenkin não levam em conta os efeitos da gravidade quântica, Andrei Linde e Vilenkin apostaram que esse era o melhor candidato para especular sobre o que houve antes do surgimento do espaço-tempo clássico. Um modelo que ficou famoso por apostar nessa área foi o de James Hartle e Stephen Hawking, que foi bem conhecido a cerca de 30 anos com o lançamento do best-seller Uma Breve História Sobre o Tempo e mais tarde em seu livro com Mlodinow, O Grande Projeto (apesar dele ir nesse modelo em ambos os livros, eu não tenho idéia do por que ele falou do modelo padrão do Big Bang no programa Curiosity).
A grande revolução desse modelo é que ele provavelmente não tem um começo (pelo menos, não no sentido normal da palavra). Esse modelo contrai até um mínimo e depois expande. Isso é possível por causa do uso de números imaginários. O inicio do tempo acontece em parâmetros de tempo imaginário. Se você pensar em algum valor de tempo real, então os cálculos mostram um universo eterno.
Muitas teorias são propostas sobre as dinâmicas de como o universo muda com o tempo, mas com relação a como as “condições iniciais” do universo começaram só se pode olhar para o que se tem no mundo real. O que o modelo Hartle-Hawking faz é descrever as condições iniciais quase da mesma forma que as dinâmicas, com exceção do uso do tempo imaginário. Se essa proposta for verdadeira, então ela “unifica” as condições iniciais com as dinâmicas que descrevem como o universo muda com o tempo. Dessa forma, teríamos um “universo fechado”.
Um problema desse modelo é que há dois períodos de tempo, um que o universo parece como um “pequeno espaço” durante a inflação, e outro onde o espaço parece maior com a aceleração do universo. Mas, o HH prediz que as chances de nosso universo começar como um espaço bem grande é muitas vezes maior que ele começar como um espaço pequeno. Mas, apenas em um universo com um começo bem pequeno se teria um universo como o nosso. Como Aron Wall disse:

“Infelizmente, o estado Hartle-Hawking parece predizer que as chances de que o universo deveria ter começado com um grande espaço de Sitter é algo como 10^120 vezes maior que as chances do que as chances dele ter começado como um pequeno. Isso é péssimo porque se ele começou como um pequeno, você plausivelmente teria uma história do universo que parece mais ou menos como o nosso. Considerando que um grande seja bem chato: já que ele tem um maximo de entropia generalizada, nada interessante acontece (exceto por flutuações termais)” [1]

Outro problema dele é o uso de gravidade quântica. Não seria nenhum problema se alguém soubesse como funciona. Não se tem uma teoria de gravidade quântica completa ainda, portanto qualquer coisa que vier disso é extremamente especulativo. (Tem mais sobre isso no texto do Wall que eu traduzi Um Universo do Nada?)

Conclusão

O modelo Hartle-Hawking é uma ótima tentativa. Alexander Vilenking propôs algo parecido, mas tem outros problemas (como um inicio em tempo real!). Mesmo se tivesse sucesso eu não que ele “descartaria” Deus. Ainda haveria espaço para Deus como um Sustentador e Criador de todos os momentos.

Fontes


[1] – Undivided Looking, “Did the Universe Begin? VIII: The No Boundary Proposal” - http://www.wall.org/~aron/blog/did-the-universe-begin-viii-the-no-boundary-proposal/

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