Uma nova e intrigante teoria publicada na Physical Review Research sugere que as ondas gravitacionais, e não partículas hipotéticas como os inflatons, podem ser a força primária por trás da expansão do universo e da distribuição da matéria. Esta proposta oferece uma perspectiva inovadora sobre os momentos iniciais do cosmos, afastando-se de modelos que dependem de elementos não observados.
As ondas gravitacionais, descritas como distorções no próprio tecido do espaço-tempo geradas por eventos cósmicos cataclísmicos como a fusão de buracos negros ou estrelas de nêutrons, carregam informações valiosas sobre o universo. A nova pesquisa postula que essas ondas, originadas por perturbações tensoriais no espaço-tempo, são capazes de criar flutuações de densidade no plasma primordial. Essas flutuações, por sua vez, teriam sido responsáveis pela formação das primeiras estrelas, galáxias e buracos negros, impulsionando assim a expansão cósmica.
Por décadas, a cosmologia tem se apoiado no conceito de inflação, um período de expansão ultrarrápida logo após o Big Bang, impulsionado por partículas teóricas chamadas inflatons. No entanto, a ausência de evidências diretas para a existência dos inflatons tem levantado questionamentos sobre esses modelos. A teoria apresentada agora oferece uma alternativa elegante, utilizando um modelo simplificado do universo conhecido como espaço de Sitter, que é consistente com as observações atuais de energia escura. Este modelo sugere que as flutuações quânticas naturais no espaço-tempo, manifestadas como ondas gravitacionais, foram suficientes para semear as pequenas diferenças de densidade que levaram à formação da estrutura cósmica.
Uma das implicações mais fascinantes desta hipótese é a sua capacidade de explicar a origem da estrutura cósmica sem a necessidade de introduzir parâmetros arbitrários ou partículas especulativas. A pesquisa, liderada por Raúl Jiménez da Universidade de Barcelona, sugere que a gravidade e a mecânica quântica, por si só, podem ser suficientes para desvendar como a estrutura do cosmos se formou. A validação experimental desta teoria é crucial e abrirá um novo capítulo na nossa compreensão da evolução cósmica e das origens do universo.
Adicionalmente, a compreensão do papel das ondas gravitacionais na expansão cósmica pode oferecer novas ferramentas para medir a taxa de expansão do universo, conhecida como constante de Hubble. Estudos recentes indicam que as ondas gravitacionais, ao viajarem pelo espaço-tempo em expansão, sofrem um desvio para o vermelho, análogo ao desvio para o vermelho da luz, mas com uma interpretação física distinta. Essa observação, confirmada em detecções de ondas gravitacionais como a GW170104, sugere que, à medida que a astronomia de ondas gravitacionais amadurece, ela pode se tornar uma ferramenta poderosa para refinar nossa compreensão da expansão cósmica e da natureza da energia escura.