O universo está cheio de partículas superluminais que quebram a causalidade, propõe novo estudo

Num novo estudo, os físicos propõem que o nosso universo é dominado por táquions, um tipo hipotético de partículas que sempre se movem mais rápido que a luz.

Se os táquions forem reais e estiverem presentes no universo como matéria escura, eles também poderiam explicar a aceleração da expansão do universo. Os investigadores descobriram que, num tal cenário, a matéria escura taquiónica desaceleraria inicialmente a expansão do Universo, antes de inverter o seu efeito e causar uma aceleração, como observado atualmente.

Provavelmente os táquions não existem; exceder a velocidade da luz violaria tudo o que sabemos sobre o fluxo causal do tempo do passado para o futuro. No entanto, partículas hipotéticas são interessantes para os físicos devido à pequena possibilidade de que mesmo as nossas noções mais firmes, como a causalidade, possam estar erradas.

Os investigadores sugerem que os táquiões podem ser a verdadeira identidade da matéria escura – a forma misteriosa de matéria que constitui a maior parte da massa de quase todas as galáxias do Universo – superando a matéria normal numa proporção de 5 para 1.

Os astrônomos e os físicos atualmente não sabem de que é feita a matéria escura, por isso são livres de propor todo o tipo de ideias, pois, afinal, por vezes uma ideia maluca pode estar certa, e mesmo que esteja errada, pode ajudar-nos a avançar para uma melhor compreensão.

Energia e matéria escura

Os investigadores calculam que um universo em expansão cheio de táquions pode inicialmente abrandar a sua taxa de expansão antes de acelerar novamente. O nosso universo está atualmente numa fase de aceleração, impulsionado por um fenômeno conhecido como energia escura, pelo que este modelo cosmológico táquion poderia potencialmente explicar tanto a energia escura como a matéria escura ao mesmo tempo.

Para testar esta ideia, os físicos aplicaram o seu modelo a observações de supernovas do Tipo Ia, um tipo de explosão estelar que permite aos cosmólogos estabelecer uma relação entre a distância e a taxa de expansão do Universo. Foi através das supernovas do tipo Ia que os astrônomos, no final da década de 1990, descobriram pela primeira vez que a taxa de expansão estava a acelerar.

Os físicos descobriram que um modelo cosmológico táquion era tão eficaz na explicação dos dados das supernovas quanto o modelo cosmológico padrão envolvendo matéria escura e energia escura. Isto, por si só, é surpreendente, dado o quão pouco ortodoxa é esta ideia.

Uma solução superluminal

No entanto, este é apenas o começo. Agora temos acesso a uma riqueza de dados sobre o universo em grandes escalas, como a radiação cósmica de fundo (radiação remanescente liberada logo após o Big Bang) e o arranjo das galáxias em escalas maiores. O próximo passo é continuar testando essa ideia em relação a essas observações adicionais.

O termo táquion foi cunhado por Gerald Feinberg (foto) em um artigo de 1967 intitulado “Possibilidade de partículas mais rápidas que a luz”. Feinberg foi inspirado na história de ficção científica 'Beep', de James Blish. Ele estudou a cinemática deste tipo de partículas de acordo com a teoria da relatividade especial. Em seu artigo, ele também introduziu campos de massa imaginários (agora também conhecidos como táquions) na tentativa de compreender a origem microfísica que tais partículas poderiam ter.

É improvável que o modelo cosmológico dos táquions passe em testes experimentais tão rigorosos, dada a natureza improvável dos táquions. Mas continuar a avançar em direções novas, até mesmo não convencionais, é importante na cosmologia; nunca sabemos quando poderemos ter um avanço significativo.

Os cientistas têm tentado compreender a matéria escura há 50 anos e a energia escura há um quarto de século, sem resultados conclusivos. As soluções para esses quebra-cabeças provavelmente virão de direções inesperadas.

A pesquisa da equipe foi publicada no banco de dados de pré-publicação arXiv.