Os físicos continuam investigandor por que o universo ainda não entrou em colapso

De acordo com os melhores modelos de física atuais, o universo deveria ter entrado em colapso pouco depois de a inflação do período, que durou uma fração de segundo imediatamente após o Big Bang.

O problema reside, em parte, com bósons de Higgs, que foram produzidos durante a inflação e que explicam por que outras partículas têm as massas que eles fazem. Pesquisas anteriores mostraram que, no início do universo, o campo de Higgs pode ter adquirido grandes flutuações suficiente para superar uma barreira de energia que causou no universo uma transição do estado de vácuo padrão para um estado de vácuo de energia negativa, o que teria causado o recolhimento rapido do universo sobre si mesmo.

Em um novo estudo publicado na Physical Review Letters, Matti Herranen da Universidade de Copenhague e co-autores pode ter vindo um passo mais perto de resolver o problema, restringindo a força do acoplamento entre o campo de Higgs e gravidade, que é o último desconhecido parâmetro de um modelo padrão.

Como os físicos explicam, quanto mais forte é o campo de Higgs acoplado à gravidade, maiores são as flutuações, que podem, eventualmente, provocar uma transição para um estado fatal, de vácuo de energia negativa.

No novo estudo, os cientistas calcularam que um colapso após a inflação teria acontecido somente se a força de acoplamento tivesse sido acima de um valor 1.

Combinando este resultado com o limite inferior de 0,1, que os mesmos físicos derivaram no ano passado, ao analisar os requisitos para a estabilidade durante (em vez de depois) a inflação, e a gama de 0,1-1 restringe o acoplamento para perto de seu valor historicamente estimado em 1 / 6. Este valor de 1/6 é tradicionalmente utilizado como uma estimativa, porque corresponde a zero acoplamentos Higgs-gravidade, embora provávelmente seja incorreta.

Estreitar a força de acoplamento Higgs-gravidade irá guiar os físicos à analisar dados experimentais para ajudar a identificar o valor de acoplamento com maior precisão. Os dados sobre as ondas gravitacionais de radiação e radiação cósmica de fundo, por exemplo, são esperados para ajudar ainda mais a restringir o valor. Quando combinado com outros parâmetros, a força de acoplamento Higgs-gravidade deve produzir uma imagem de um universo que não esteja na transição para um estado de colapso.

"É uma combinação de parâmetros que determina, na verdade, a ocorrência de uma tal transição, incluindo o acoplamento de Higgs à gravidade, mas também a escala de energia da inflação, que não são fortemente restringida por medições de corrente," diz Herranen ao Portal Phys.org. "Então, atualmente, não é possível tirar uma conclusão sobre se o modelo padrão está em apuros devido a questões relacionadas com a instabilidade, mas seria muito interessante se o acoplamento Higgs-gravidade e a escala de inflação podem ser constrangido com mais força em o futuro por meio de medições independentes, por exemplo, observando as ondas gravitacionais primordiais decorrente da inflação. "

Tomados em conjunto, os resultados devem ajudar os cientistas a modificar modelos de inflação, a fim de descrever um universo mais ou menos como este em que vivemos.

Fonte: Phys.org