É este o único universo?

Nosso universo pode ser apenas um pequeno pedaço de um borbulhante multiverso.

Créditos da Imagem: Sandbox Studio.

Por Laura Dattaro
Publicado na Symmetry Magazine

A história humana tem sido uma jornada rumo à insignificância.

Como ganhamos mais conhecimento, tivemos que rebaixar a perspectiva de que o nosso planeta estava no centro do universo para um pedaço de rocha que orbita uma estrela média em uma galáxia, entre bilhões de outras.

Por isso, faz sentido que muitos físicos acreditem agora que até mesmo o nosso universo pode ser apenas um pequeno pedaço de um outro maior. Na verdade, pode haver um infinito número de universos, borbulhando em existência e crescendo exponencialmente. É uma teoria conhecida como o multiverso.

Uma das melhores peças de evidência para o multiverso foi descoberta pela primeira vez em 1998, quando os físicos perceberam que o universo estava se expandindo numa velocidade cada vez maior. Eles apelidaram a força por trás dessa aceleração de energia escura. O valor da sua densidade de energia, também conhecida como constante cosmológica, é bizarramente pequena: 120 ordens de magnitude menor do que a teoria diz que deve ser.

Por décadas, os físicos têm procurado uma explicação para essa diferença. A melhor que eu vi até agora, diz Yasunori Nomura, um físico teórico da Universidade da Califórnia, em Berkeley, é a de que ela é menor apenas em nosso universo. Podem existir outros universos onde o número assume um valor diferente, mas é apenas aqui que a taxa de expansão é adequada para formar estrelas e galáxias e planetas onde pessoas como nós podem observá-las. “Essa energia no vácuo existirá apenas se ela assumir um valor especial”, diz Nomura. “Não há outras boas teorias para entender o por quê observamos esse valor específico.”

Para ver uma outra evidência de multiverso, basta olhar para a teoria de cordas, que postula que as leis fundamentais da física têm suas próprias fases, assim como a matéria pode existir como um sólido, líquido ou gás. Se isso estiver certo, deve existir outros universos onde as leis estejam em diferentes fases do nosso próprio universo – o que afetaria os valores aparentemente fundamentais que observamos aqui no nosso universo, como a constante cosmológica. “Nessa situação você terá uma colcha de retalhos de regiões, algumas nessa fase, algumas em outras”, diz Matthew Kleban, um físico teórico da Universidade de Nova York.

Essas regiões podem assumir a forma de bolhas, com novos universos surgindo o tempo todo. Uma dessas bolhas poderia colidir com a nossa própria, deixando vestígios que, se descoberto, iriam revelar outros universos lá fora. Ainda não vimos nenhuma dessas colisões, mas os físicos estão esperançosos de que poderemos observá-las em um futuro não tão distante.

Se não podemos encontrar evidências de colisões, diz Kleban, pode ser possível induzir experimentalmente uma mudança de fase – uma versão de ultra-alta-energia persuadindo a água em vapor como se tivesse-a fervendo. Efetivamente, você poderia provar que o nosso universo não é o único que se pode produzir energia a partir de uma transição de fase, embora correria o risco de ocorrer uma expansão descontrolada e destruir a Terra. “Se essas fases existem – se elas podem ser demonstradas por algum tipo de experimento – então, elas certamente existem em algum lugar do universo”, diz Kleban.

Ninguém ainda está tentando fazer isso.

Pode haver uma maneira relativamente mais simples. A teoria da relatividade geral de Einstein implica que o nosso universo pode ter uma “forma”. Poderia ser positivamente curvo, como uma esfera, ou negativamente curvo, como uma sela. Um universo negativamente curvo seria uma forte evidência de um multiverso, diz Nomura. E um universo positivamente curvo iria mostrar que há algo errado com a nossa teoria atual do multiverso, embora não necessariamente provaria que há apenas um. (Provaria que é uma tarefa-quase-impossível. Se existem outros universos lá fora, que não interagem com o nosso em qualquer sentido, não poderíamos provar que eles existem.)

Nos últimos anos, os físicos descobriram que o universo é aparentemente plano. Mas ainda há uma possibilidade de que ele seja ligeiramente curvo em uma direção ou outra, e Nomura prevê que dentro das próximas décadas, as medições da forma do universo possam ser precisas o suficiente para detectar uma ligeira curvatura. Isso daria aos físicos novas evidências sobre a natureza do multiverso. “Na verdade, essa evidência seria razoavelmente forte, uma vez que não conheço nenhuma outra teoria que pode naturalmente levar a uma curvatura diferente de zero a um nível observável no universo”, diz Nomura.

Se a curvatura acabar sendo positiva, os teóricos enfrentariam algumas questões difíceis. Eles ainda ficariam sem uma explicação do por quê a taxa de expansão do universo é o que é. As fases dentro da teoria de cordas também precisariam ser reexaminadas. “Vamos enfrentar problemas difíceis”, diz Nomura. “A teoria da energia escura seria descartada se a curvatura estiver errada.”

Mas, com a curvatura certa, um universo curvo poderia reformular como os físicos olham para valores que, atualmente, parecem ser fundamentais. Se houver diferentes universos com diferentes fases de leis, talvez não precisemos procurar explicações fundamentais para algumas das propriedades de que o nosso universo exibe.

E, é claro, significa que somos ainda menores do que imaginávamos. “É como dar um passo a mais em um tipo de crise existencial”, diz Kleban. “Ele teria um enorme impacto sobre a imaginação das pessoas.”

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Douglas Rodrigues Aguiar de Oliveira
Sou fundador da Universo Racionalista | Graduando em Tecnologia em Redes de Computadores pela Universidade de Franca | Especialista em Fundamentals of Computing Network Security ( • Design and Analyze Secure Networked Systems • Basic Cryptography and Programming with Crypto API • Hacking and Patching • Secure Networked System with Firewall and IDS ) pela University of Colorado | Especialização em andamento em Cybersecurity ( • Computer Forensics • Network Security • Cybersecurity Fundamentals • Cybersecurity Risk Management • Cybersecurity Capstone ) pela Rochester Institute of Technology | Certificação em Information Security Specialist ( • InfoSec Foundation • Ethical Hacking Essentials • Computer Forensics Foundation ) pela ITCERTS | Certificação em Information Security Analyst ( • Information Security Policy Foundation • Vulnerability Management Foundation ) pela ITCERTS | Cursei integralmente as disciplinas teóricas em Licenciatura em Filosofia pela Universidade de Franca, mas não realizei o estágio supervisionado para a obtenção do diploma de Ensino Superior | Especialista em Journey of the Universe: A Story for Our Times pela Yale University | Colaborador do Instituto Ética, Racionalidade e Futuro da Humanidade | Colunista da Climatologia Geográfica | Membro da Rede Brasileira de Astrobiologia | Abaixo, segue o endereço do currículo na plataforma Lattes e LinkedIn.