Um novo modelo cosmológico sugere que o Universo primitivo pode ter gerado as primeiras sementes de galáxias e outras estruturas de grande escala sem a necessidade de um campo escalar hipotético. Segundo a informação detalhada pelo web.ub.edu, esta proposta foca-se nas flutuações quânticas do próprio espaço-tempo para explicar a criação da estrutura cósmica, contornando o conceito clássico de inflação.
O desafio dos parâmetros ajustáveis
A cosmologia trabalha há várias décadas com o paradigma inflacionário para explicar o desenvolvimento do universo. Esta ideia defende que ocorreu uma expansão extremamente rápida numa fração de segundo após o início de tudo, o que ajuda a justificar como pequenas diferenças de densidade cresceram até formar as galáxias e aglomerados que observamos atualmente.
O principal obstáculo científico reside no facto de a inflação não ser um modelo único. As várias versões existentes contêm parâmetros livres que podem ser manipulados para coincidir com as observações físicas. Para impulsionar esta expansão, muitos modelos recorrem ao "inflaton", um campo escalar físico hipotético cuja energia gera a inflação e se liga às flutuações que posteriormente formam a estrutura cósmica. Esta flexibilidade cria um problema de análise, dificultando a distinção entre um modelo que prevê genuinamente a realidade ou um que foi apenas ajustado aos dados existentes.
Flutuações quânticas como motor de criação
A nova abordagem altera esta lógica ao eliminar por completo a necessidade do inflaton. O processo inicia-se com o espaço de De Sitter, um estado que descreve o espaço-tempo em rápida expansão e que também está associado às descrições atuais da energia escura. Em vez de adicionar elementos teóricos, a equipa baseia-se na mecânica quântica, que permite a existência de flutuações mesmo no estado de menor energia de um sistema.
Neste cenário, as flutuações ocorrem no próprio espaço-tempo e manifestam-se sob a forma de ondas gravitacionais. Através de efeitos de segunda ordem, estas ondas interagem entre si e originam perturbações escalares. São precisamente estas pequenas variações na densidade que atraem mais matéria e permitem a formação de estrelas e planetas ao longo do tempo.
Os investigadores calcularam o espetro de potência destas perturbações escalares e concluíram que o modelo produz um padrão quase invariante à escala. Este resultado significa que as flutuações mantêm uma força semelhante numa vasta gama de tamanhos, uma característica consistente com as observações reais.
Menos suposições e maior rigor científico
A proposta oferece ainda uma transição natural para uma fase dominada pela radiação, encerrando o período de expansão rápida sem exigir um mecanismo adicional.
"Durante décadas, tentámos compreender os momentos iniciais do Universo usando modelos baseados em elementos que nunca observámos", afirmou Raúl Jiménez. O investigador acrescentou: "O que torna esta proposta entusiasmante é a sua simplicidade e verificabilidade. Não estamos a adicionar elementos especulativos, mas sim a demonstrar que a gravidade e a mecânica quântica podem ser suficientes para explicar como a estrutura do cosmos surgiu."
O modelo continua a ser uma alternativa teórica e não prova que a inflação está errada. Informações provenientes do fundo cósmico de micro-ondas (CMB) e medições de ondas gravitacionais vão determinar se as previsões convergem com a realidade. Se os dados apoiarem esta visão teórica, o estudo da origem das galáxias poderá avançar de forma sólida com base em menos componentes hipotéticos.
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