O bóson Higgs recentemente descoberto, que ajuda a dar às partículas a sua massa, poderia ter destruído o cosmos pouco depois do seu nascimento, causando o colapso do universo logo após o Big Bang. Mas a gravidade, a força que mantém os planetas e as estrelas juntos, poderia ter impedido que isto acontecesse, dizem os cientistas.
Em 2012, os cientistas confirmaram a detecção do bóson de Higgs, também conhecido pelo seu apelido de “partícula de Deus”, no Large Hadron Collider (LHC), o acelerador de partículas mais poderoso do planeta. Esta partícula ajuda a dar massa a todas as partículas elementares que têm massa, tais como electrões e prótons. As partículas elementares que não têm massa, tais como os fotões que compõem a luz, não recebem massa do bóson Higgs.
As experiências que detectaram o bóson Higgs revelaram que este tinha uma massa de 125 biliões de electrões-volts, ou mais de 130 vezes a massa do protão. Contudo, esta descoberta conduziu a um mistério – nessa massa, o bóson Higgs deveria ter destruído o universo logo após o Big Bang.
Isto porque as partículas de Higgs atraem-se umas às outras a altas energias. Para que isto aconteça, as energias devem ser extraordinariamente altas, “pelo menos um milhão de vezes mais altas do que o LHC pode alcançar”, disse o co-autor do estudo Arttu Rajantie, um físico teórico do Imperial College London, ao Space.com.
Direito depois do Big Bang, no entanto, havia facilmente energia suficiente para fazer com que os bósons Higgs se atraíssem uns aos outros. Isto poderia ter levado o universo primitivo a contrair-se em vez de se expandir, extinguindo-o pouco depois do seu nascimento.
“O Modelo Padrão da física de partículas, que os cientistas usam para explicar as partículas elementares e as suas interacções, não deu até agora uma resposta à razão pela qual o universo não entrou em colapso após o Big Bang”, disse Rajantie numa declaração.
Um número de cientistas tinha sugerido que novas leis da física ou partículas ainda não descobertas poderiam ter estabilizado o universo em relação ao perigo colocado pelo bosão de Higgs. Agora Rajantie e os seus colegas descobriram que a gravidade poderia em vez disso resolver este mistério.
Gravidade é uma consequência de massas que empenam o tecido do espaço e do tempo. Para imaginar isto, pense em como as bolas de bowling deformariam os tapetes de borracha em que se sentam.
O universo primitivo era muito denso porque ainda não tinha tido a oportunidade de se expandir muito. Isto significava que o espaço-tempo era muito curvado na altura.
Os cálculos dos investigadores revelaram que quando o espaço-tempo é muito curvado, o bóson Higgs aumenta em massa. Isto teria também aumentado a quantidade de energia necessária para que os bósons Higgs se atraíssem uns aos outros, impedindo qualquer instabilidade que pudesse ter colapsado o universo primitivo.
Agora que Rajantie e os seus colegas tenham revelado que a interacção entre a gravidade e os Higgs desempenhou um papel importante no universo primitivo, eles querem aprender mais sobre a força desta interacção. Isto poderia incluir a análise de como o universo primitivo se desenvolveu utilizando dados das missões actuais e futuras da Agência Espacial Europeia que visam medir a radiação cósmica de fundo de microondas, que constituem os ecos deixados pelo Big Bang, disse Rajantie. Poderia também incluir o estudo de ondas gravitacionais, que são ondulações invisíveis no tecido do espaço-tempo libertado pela aceleração das massas, disse ele.
A investigação está detalhada na edição de 17 de Novembro da revista Physical Review Letters.
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