Um grupo de pesquisadores do High Energy Research Accelerator
Organization (KEK), da Universidade de Shizuoka e da Universidade de
Osaka revelou que o Universo nasceu com três dimensões espaciais a
partir de dez dimensões descrita pela teoria das supercordas.
A teoria das supercordas descreve que o espaço-tempo tem nove direções espaciais e um sentido temporal. Segundo
o "Modelo Padrão" na cosmologia, o Universo se originou de uma expansão
de um ponto invisível minúsculo (singularidade). Esta teoria é
fortemente apoiada pela observação da radiação cósmica de fundo e a
abundância relativa de elementos. No entanto, uma situação em que o
Universo é um ponto minúsculo excede o alcance da teoria geral da
relatividade de Einstein, e por isso não foi possível confirmar como o
Universo se originou. Na teoria das supercordas, que é considerada
a "teoria de tudo", todas as partículas elementares são representados
como vários modos de oscilação das diminutas cordas. Entre os modos de
oscilação, há um que corresponde a uma partícula que medeia a gravidade,
e, portanto, a teoria geral da relatividade pode ser naturalmente
estendida para a escala das partículas elementares. Portanto,
espera-se que a teoria das supercordas permita a investigação do
nascimento do Universo. No entanto, o cálculo real tem sido difícil
porque a interação entre as cordas é forte, por isso toda a investigação
até agora tem sido restrita na indagação de vários modelos. A
teoria das supercordas prevê um espaço com nove dimensões, o que coloca o
grande enigma de como isso pode ser consistente com o espaço
tridimensional que nós vivemos. Um grupo de três pesquisadores,
Jun Nishimura (professor associado da KEK), Asato Tsuchiya (professor
associado da Universidade de Shizuoka) e Sang-Woo Kim (pesquisador da
Universidade de Osaka) conseguiu simular o nascimento do Universo,
usando um supercomputador para cálculos com base na teoria das
supercordas. Isso mostrou que o Universo teve nove dimensões espaciais
no início, mas apenas três destas foram submetidas à expansão em algum
ponto no tempo. Neste estudo, a equipe estabeleceu um método para
calcular as matrizes de grandes dimensões (no modelo de matriz IKKT),
que representam as interações de cordas. Nos
primordios do Universo o espaço é de fato estendido em nove direções,
mas, em seguida, em algum momento apenas três dessas direções começam a
expandir-se rapidamente. Este resultado demonstra, pela primeira vez,
que o espaço tridimensional emerge a partir do espaço nonodimensional
que a teoria das supercordas prevê. Este cálculo foi realizado por
simulação numérica com auxílio do supercomputador Hitachi SR16000 do
Instituto Yukawa de Física Teórica da Universidade de Kyoto, que possui
um desempenho teórico de 90,3 TFLOPS (Teraflops). O
estabelecimento de um novo método para analisar a teoria das supercordas
por intermédio de computadores abre a possibilidade de aplicar essa
teoria a diversos problemas. Por exemplo, agora deve ser possível
fornecer uma compreensão teórica da inflação que se acredita ter
ocorrido no início do Universo, e também a expansão acelerada do
Universo. Espera-se que a teoria das supercordas
continuará evoluindo e desempenhando um papel importante na resolução
de problemas em física de partículas, tais como a existência da matéria
escura que é sugerida por observações cosmológicas, e a partícula de
Higgs, que está prestes a ser descoberta pelos experimentos do LHC.
Source: http://revistafisica.blogspot.pt/2011/12/universo-teve-10-dimensoes-no-big-bang.html |