Modelo propõe que o Big Bang gerou Universos simétricos com tempo inverso

Grupo internacional de físicos apresentou um modelo em que o Big Bang originou um par de Universos simétricos com sentidos opostos do tempo, permitindo que a matéria superasse a antimatéria e desse forma à realidade observável

Um trio de físicos teóricos com atuação em Helsinque, Tbilisi e Moscou propôs uma construção matemática para atacar uma das questões centrais da física fundamental: por que o nosso Universo é feito de matéria “palpável” em vez de ter desaparecido logo após o seu “nascimento” em uma intensa liberação de luz. No cenário descrito, o Big Bang não é tratado como mera expansão a partir de um único ponto, mas como um instante de “ramificação” do espaço-tempo.

Big Bang e o par de Universos simétricos

Nesse ponto de origem surgiriam dois Universos: o nosso e um setor-espelho. Do nosso ponto de vista, o tempo no Universo espelhado corre na direção inversa, e as partículas ali exibem propriedades opostas às do nosso lado.

CPT-simetria e por que a antimatéria quase não aparece

A física moderna se apoia em um princípio considerado fundamental, a CPT-simetria. Em termos simples, as leis da natureza permanecem as mesmas se, ao mesmo tempo, substituirmos partículas por antipartículas (C, de carga), fizermos uma inversão espacial como num espelho (P, de paridade) e invertermos o fluxo do tempo (T, de tempo). Ainda assim, o que observamos parece “assimétrico”: há matéria por toda parte, enquanto a antimatéria é extremamente rara.

O professor Masud Chaichian (Universidade de Helsinque), Merab Gogberashvili (Universidade Estatal de Tbilisi) e Margarita Mnatsakanova (Instituto de Pesquisa em Física Nuclear D. V. Skobeltsyn da Universidade Estatal de Moscou, NIIYAF MSU) argumentam que o balanço não é violado se o nosso Universo não for analisado como um sistema isolado, e sim como uma metade de um par simétrico.

Inflátons, massa e o excedente de 1 em 10 bilhões

O resultado central do trabalho é uma explicação para a chamada assimetria bariônica, isto é, o aparente déficit de antimatéria. Nos instantes iniciais, a expansão teria sido governada por partículas específicas, os inflátons. Os autores mostram matematicamente que, por causa da curvatura extrema do espaço no momento de “nascimento”, os inflátons do setor correspondente ao nosso Universo teriam ficado ligeiramente mais pesados do que seus análogos, os anti-inflátons.

Essa diferença minúscula de massa bastaria para, ao final do decaimento dessas partículas, produzir um desequilíbrio muito pequeno: formou-se exatamente uma parte em dez bilhões a mais de matéria do que de antimatéria.

Quando praticamente toda a matéria e a antimatéria se aniquilaram entre si, esse excedente residual sobreviveu. Ele teria se tornado tudo o que compõe o Universo observável hoje - de galáxias a átomos. Os cálculos teóricos do grupo, segundo eles, também coincidem com alta precisão com os dados do satélite Planck, da Agência Espacial Europeia, que mede a radiação cósmica de fundo, o “eco” do Big Bang.

Matéria escura, energia escura e emaranhamento entre Universos

Além de responder por que a matéria bariônica “restou”, a ideia dos Universos espelhados oferece uma leitura direta para a matéria escura. A substância detectada pelos astrônomos apenas por seu efeito gravitacional poderia ser composta por partículas do setor-espelho.

No mesmo espírito, a expansão acelerada do Universo - muitas vezes atribuída à energia escura - é interpretada no modelo como um efeito de conexão quântica (emaranhamento) entre os dois Universos. Com isso, os autores sustentam que é possível substituir hipóteses cosmológicas complexas e frequentemente artificiais por uma descrição baseada na própria geometria do espaço-tempo, tratando o Big Bang menos como um evento caótico e mais como um ponto ordenado de “reflexão” que organiza a arquitetura do cosmos.