Fora da gravidade pode existir sem massa

Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 11/06/2024

Origem da fora da gravidade

A lei da gravitao universal de Newton [Isaac Newton (1643-1727)] afirma que a gravidade resulta da atrao entre corpos que possuem massa, sendo esta fora proporcional s massas e inversamente proporcional ao quadrado da distncia que separa os centros dos dois corpos.

Albert Einstein (1879-1955) mudou isso, tornando a gravidade um fenmeno geomtrico, por assim dizer, sendo uma deformao do espao-tempo causada pela presena de objetos com massa.

Assim, embora distintas, as duas teorias acabam levando a fora da gravidade at a massa como sua origem primria (ou at a energia, devido equivalncia massa-energia na teoria de Einstein).

Agora, contudo, o professor Richard Lieu, da Universidade do Alabama de Huntsville, nos EUA, acaba de propor uma nova teoria na qual a gravidade se desvencilha totalmente da massa.

Gravidade sem massa

Lieu conseguiu elaborar – a primeira vez que algum consegue isso – uma teoria que mostra como a gravidade pode existir sem massa, fornecendo uma alternativa que pode, entre muitas outras coisas, eliminar a “necessidade” da nunca encontrada matria escura para explicar porque as galxias no se esfacelam mesmo girando s velocidades observadas.

A existncia da matria escura foi proposta pela primeira vez pelo astrnomo holands Jan Oort, em 1932, para explicar a chamada “massa perdida” necessria para que coisas como as galxias se mantenham coesas.

“Minha inspirao veio da busca por outra soluo para as equaes do campo gravitacional da relatividade geral – cuja verso simplificada, aplicvel s condies de galxias e aglomerados de galxias, conhecida como equao de Poisson – que fornece uma fora gravitacional finita na ausncia de qualquer massa detectvel,” explicou Lieu. “Esta iniciativa , por sua vez, motivada pela minha frustrao com o status quo, nomeadamente a noo da existncia da matria escura, apesar da falta de qualquer evidncia direta durante um sculo inteiro.”

Origem da gravidade sem massa

Ao contrrio da existncia de um tipo de matria que no interage com nada e que nunca foi detectada – a matria escura -, o pesquisador afirma que o “excesso” de gravidade necessria para unir uma galxia ou aglomerados de galxias pode vir de conjuntos concntricos de defeitos topolgicos, semelhantes a conchas, em estruturas comumente encontradas em todo o cosmos.

Um defeito topolgico uma singularidade, como um buraco negro, de uma forma muito especfica. Essas singularidades foram provavelmente criadas durante o incio do Universo, quando ocorreu uma transio de fase – uma transio de fase cosmolgica um processo fsico onde o estado geral da matria muda em conjunto em todo o Universo.

“Atualmente no est claro que forma precisa de transio de fase no Universo poderia dar origem a defeitos topolgicos deste tipo,” disse Lieu. “Os efeitos topolgicos so regies muito compactas do espao, com uma densidade de matria muito alta, geralmente na forma de estruturas lineares conhecidas como cordas csmicas, embora estruturas 2-D, como conchas esfricas, tambm sejam possveis. As conchas no meu artigo consistem em uma fina camada interna de massa positiva e uma fina camada externa de massa negativa; a massa total de ambas as camadas – que tudo o que se pode medir, em termos de massa – exatamente zero, mas quando uma estrela se encontra nesta camada, ela experimenta uma grande fora gravitacional puxando-a em direo ao centro da casca.”

Assim, como a fora gravitacional envolve fundamentalmente a deformao do prprio espao-tempo, ela permite que todos os objetos interajam entre si, tenham massa ou no. J se confirmou, por exemplo, que ftons sem massa sofrem efeitos gravitacionais de objetos astronmicos, criando as chamadas lentes gravitacionais.

O pesquisador demonstrou que possvel chegar a esse mesmo resultado – uma gravidade sem conexo com a massa – seja resolvendo as equaes de campo de Einstein, seja resolvendo a equao de Poison.

Confirmao observacional

Agora ser necessrio demonstrar como uma galxia ou aglomerado de galxias formado pelo alinhamento dessas conchas, bem como como ocorre a evoluo dessas estruturas.

E, embora destaque que esta a primeira vez que se chega a uma soluo alternativa para a gravidade, o pesquisador reconhece que uma soluo (a gravidade sem origem na massa) no tem poder para negar a outra (toda a teoria atual, levando matria escura), podendo at mesmo ser nada mais do que “um exerccio matemtico interessante”. Para contestar de vez a teoria atual seria necessrio pensar em meios observacionais para tentar confirmar ou refutar a existncia das conchas concntricas sem massa.

“Tanto a deflexo da luz quanto as velocidades orbitais estelares so o nico meio pelo qual se mede a fora do campo gravitacional em uma estrutura de grande escala, seja ela uma galxia ou um aglomerado de galxias. A afirmao do meu artigo que pelo menos as conchas que ele postula no tm massa. Portanto, no h necessidade de perpetuar esta busca aparentemente interminvel pela matria escura,” concluiu Lieu.

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