Dois dos maiores avanços da física durante a última década são a descoberta de que partículas subatômicas finas chamadas neutrinos realmente têm uma pequena quantidade de massa e a detecção de que a expansão do universo está ganhando velocidade.
Agora, três físicos da Universidade de Washington estão sugerindo que as duas descobertas estão integralmente ligadas através de uma das características mais estranhas do universo, a energia escura, uma ligação que, segundo eles, poderia ser causada por uma partícula subatômica anteriormente não reconhecida que eles chamam de "aceleron".
A energia escura era insignificante no universo primitivo, mas agora é responsável por cerca de 70% do cosmos. Compreender o fenômeno pode ajudar a explicar por que, algum dia, no futuro, o universo se expandirá tanto que nenhuma outra estrela ou galáxia será visível em nosso céu noturno e, finalmente, poderá ajudar os cientistas a discernir se a expansão do universo continuará. indefinidamente.
Nesta nova teoria, os neutrinos são influenciados por uma nova força resultante de suas interações com acelerons. A energia escura resulta quando o universo tenta separar os neutrinos, produzindo uma tensão como a do elástico esticado, disse Ann Nelson, professora de física da UW. Essa tensão alimenta a expansão do universo, disse ela.
Os neutrinos são criados pelos trilhões nos fornos nucleares de estrelas como o nosso sol. Eles fluem pelo universo e bilhões passam por toda a matéria, incluindo as pessoas, a cada segundo. Além de uma massa minúscula, eles não têm carga elétrica, o que significa que eles interagem muito pouco, se é que existem, com os materiais pelos quais passam.
Mas a interação entre acelerons e outras matérias é ainda mais fraca, disse Nelson, razão pela qual essas partículas ainda não foram vistas por detectores sofisticados. No entanto, na nova teoria, os acelerons exibem uma força que pode influenciar os neutrinos, uma força que ela acredita que pode ser detectada por uma variedade de experimentos de neutrinos que já operam em todo o mundo.
“Existem muitos modelos de energia escura, mas os testes são limitados principalmente à cosmologia, em particular medindo a taxa de expansão do universo. Como isso envolve a observação de objetos muito distantes, é muito difícil fazer essa medição com precisão ”, disse Nelson.
“Este é o único modelo que nos dá uma maneira significativa de fazer experimentos na Terra para encontrar a força que gera a energia escura. Podemos fazer isso usando experimentos de neutrinos existentes. ”
A nova teoria é avançada em um artigo de Nelson; David Kaplan, também professor de física da UW; e Neal Weiner, pesquisador associado da UW em física. Seu trabalho, apoiado em parte por uma concessão do Departamento de Energia dos EUA, é detalhado em um artigo aceito para publicação em uma edição futura da Physical Review Letters, uma revista da American Physical Society.
Os pesquisadores dizem que a massa de um neutrino pode realmente mudar de acordo com o ambiente pelo qual está passando, da mesma forma que a aparência da luz muda, dependendo de ela estar viajando pelo ar, pela água ou por um prisma. Isso significa que os detectores de neutrinos podem apresentar descobertas um pouco diferentes, dependendo de onde estão e do que as rodeia.
Mas se os neutrinos são um componente da energia escura, isso sugere a existência de uma força que reconciliaria anomalias entre os vários experimentos, disse Nelson. A existência dessa força, composta de neutrinos e acelerons, continuará a alimentar a expansão do universo, disse ela.
Os físicos buscaram evidências que pudessem dizer se o universo continuará a se expandir indefinidamente ou se interromperá abruptamente e entrará em colapso sobre si mesmo na chamada "grande crise". Embora a nova teoria não prescreva uma "grande crise", disse Nelson, isso significa que, em algum momento, a expansão deixará de ficar mais rápida.
"Em nossa teoria, eventualmente os neutrinos se separariam demais e se tornariam massivos demais para serem influenciados pelo efeito da energia escura, de modo que a aceleração da expansão teria que parar", disse ela. "O universo pode continuar a se expandir, mas a uma taxa cada vez menor."
Fonte original: Comunicado de imprensa da Universidade de Washington
