Entenda a última teoria de Stephen Hawking

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Antes de sua partida, no dia 14 de março, o físico Stephen Hawking publicou seu último artigo sobre a origem do Universo no Journal of High Energy Physics, do Reino Unido. Hawking, que faleceu aos 76 anos, construiu essa teoria durante 20 anos com seu colega Thomas Hertog, do Instituto de Física Teórica de Louvain, na Bélgica.    

O estudo A Smooth Exit from Eternal Inflation? (Uma saída suave para a Inflação Eterna?), desenvolve a teoria de que o Universo se formou como um holograma, de forma que podem existir outros universos similares ao nosso. Além disso, os dois cientistas oferecem orientações matemáticas para que outros pesquisadores possam buscar provas sobre a existência desses possíveis universos paralelos.

// A teoria das bolhas

A pesquisa é baseada na Teoria da Inflação Eterna ou Inflação Cósmica, proposta por Alan Guth na década de 80. Essa constata que, após o Big Bang, o Universo começou a expandir de forma exponencial. Ou seja, de um ponto minúsculo o cosmos rapidamente foi crescendo, até que pisou no freio e foi ampliando de forma mais devagar. Enquanto algumas áreas continuaram em expansão, outras pararam por completo, formando bolhas de espaço estático.

Então, o Universo seria formado por diversas bolhas. Nessas bolhas que continuaram a expansão, a energia do processo foi convertida em matéria e radiação, formando os planetas, as estrelas e as galáxias. Segundo a teoria, nós estaríamos dentro de uma dessas bolhas.  

Se isso tudo for real, cada bolha sendo um universo diferente, podem existir incontáveis mundos. Essa é a ideia do multiverso, projetada pela teoria da Inflação Eterna. Para entender melhor, é como se você estivesse em uma piscina de bolinhas e cada uma fosse um universo diferente. Mas o modelo de Hawking-Hertog presume que, talvez, essa variedade de bolinhas não seja tão grande assim.

// As oposições de Hawking

“Não estamos reduzidos a um único universo, mas nossas descobertas implicam uma redução considerável do multiverso, até um leque muito menor de universos possíveis”, declarou o físico antes de sua morte.

“Eu nunca fui fã do multiverso. Se a escala de universos diferentes no multiverso for grande ou infinita, a teoria não pode ser testada”, declarou Hawking (querendo indiretamente falar que a teoria da inflação está errada).

Mas sem ressentimentos, porque um dos cientistas que formulou a teoria, o físico Paul Steinhardt da Universidade de Princeton, afirmou que o conceito criou mais problemas que soluções.

Essa reprovação à teoria da inflação se dá porque a Teoria da Relatividade Geral de Einstein não funciona em escalas quânticas. Ou seja, a teoria que descreve o funcionamento de corpos muito grandes – estrelas e planetas – não cabe na ideia de mecânica quântica, que descreve corpos pequenos – partículas do nível de átomos. É como falar que o Spock pode interagir com o Luke. Não é assim que funciona! Para os cientistas, não podemos ter duas físicas diferentes no mesmo universo.

“O problema com a atual questão da eterna inflação é que ela pressupõe um universo de fundo existente que envolve a Teoria da Relatividade de Einstein e trata os efeitos quânticos como pequenas flutuações em torno dele. Mas a dinâmica da inflação eterna elimina a separação entre física clássica e a física quântica. E, como consequência, a teoria de Einstein se desfaz na inflação eterna” , explicou Hertog, no artigo.

Como o conceito de Einstein é muito respeitado (e cada vez mais apoiado por descobertas recentes como as ondas gravitacionais), Hawking e Hertog preferiram fazer uma ponte entre as duas físicas. A solução foi usar como base a Teoria das Cordas.

Agora que tudo fica mais doido – mais? – porque a Teoria das Cordas propõe um modelo holográfico. Com isso, nosso Universo seria como um holograma, uma forma 3D projetada em uma superfície 2D. Tipo aquelas capinhas de celular que se mexem.

tempo (a quarta dimensão) na inflação eterna, fazendo com que eles pudessem descrever o conceito sem depender da relatividade geral. Assim, eles reduziram a inflação eterna a um estado sem tempo em uma superfície do início do Universo, ou seja, fizeram um holograma da inflação eterna.

“Quando rastreamos a evolução do nosso Universo até o seu início, em algum ponto chegamos ao limiar da inflação eterna, em que a noção familiar de tempo deixa de ter significado”, disse Hertog.

// O que diz a teoria final de Hawking?

Em 1983, Hawking e o físico James Hartle, da Universidade de Califórnia, propuseram a Teoria do Universo Sem Limites, ou Estado de Hartle-Hawking. Nesse conceito, antes do Big Bang não existia tempo, então o Universo teria se expandido sem um limite.

Já, segundo o novo artigo, o Universo teria sim um limite. “Nós previmos que nosso Universo, em escalas maiores, é razoavelmente suave e globalmente finito. Não se trata de uma estrutura fractal”, escreveu Hawking, contrariando a atual Teoria da Inflação Eterna, que pressupõe o Universo como um fractal infinito, ou seja, um mosaico de diversos universos.

Sendo assim, o último – infelizmente – trabalho de Hawking não discorda da ideia de múltiplos universos, só limita sua escala. Portanto, caso o estudo venha a ser testado por outros cientistas no futuro, será mais fácil testar o conceito de multiverso finito.   

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