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O Big Bang gêmeo e o problema da idade do nosso universo.
O estudo das evoluções conjuntas destes dois universos gêmeos corresponde aos dois seguintes artigos:
- J.P. Petit & P. Midy: Astrofísica da matéria fantasma - matéria. 3: A era radiativa: O problema da "origem" do universo. O problema da homogeneidade do universo primitivo. Física Geométrica A, 6, 1998.
- J.P. Petit & P. Midy: Astrofísica da matéria fantasma - matéria. 1. O quadro geométrico. A era da matéria e a aproximação newtoniana. Física Geométrica A, 4, 1998. ** **
...Podemos definir escalas de comprimento R e R*. Estudamos a evolução em relação ao tempo t do nosso primeiro universo, suposto ser o nosso (mas possivelmente: t* = - t). Em resumo: decidimos descrever as evoluções dos dois universos com o mesmo marcador temporal t.
...Durante a era radiativa, supomos que R(t) varia como R*(t). Supomos que os dois universos estão fortemente acoplados. Assim, quando a era radiativa termina nos dois universos, começa a era dominada pela matéria. Vamos examinar primeiro esse segundo período.
...Se as duas densidades r e r* forem supostas iguais (na era dominada pela matéria, as pressões p e p* são desprezíveis, como nos modelos clássicos de Friedmann), os tensores T e T* são iguais. Então, as equações do campo se reduzem a:
(142)
S = S* = 0
cuja solução comum é (143)
R = R* = ct
e corresponde a uma expansão linear nos dois universos. Mostramos no artigo citado que essa expansão é instável. Um dos dois universos começa a se expandir mais rapidamente que o outro, que desacelera. *Ver Física Geométrica A, 4, 1998, seção 2.
*(144)
...As duas leis R(t) e R*(t) se afastam de sua evolução inicial linear comum. Supomos que R(t) corresponde ao nosso próprio universo. Na figura (145), o modelo padrão, com uma constante cosmológica nula.
(145)
...Em 1994, a revista Nature mencionou um problema sério sobre a idade do universo, após medições realizadas pelo telescópio espacial Hubble em galáxias distantes, onde o satélite descobriu cefeidas.
...Apareceu que as distâncias dessas galáxias tinham sido superestimadas. O novo valor correspondente da constante de Hubble, aumentado, reduziu a idade do universo para 8 a 9 bilhões de anos.
...Até 1994, a idade das estrelas mais antigas de nossa galáxia, localizadas nos aglomerados globulares, era estimada em cerca de 15 a 20 bilhões de anos.
...Após as medições realizadas em 1993-1994 pelo telescópio Hubble, o universo tornou-se mais jovem que suas próprias estrelas!
...Quatro anos depois, a situação não parece tão crítica, por duas razões.
-
A partir das medições do satélite Hipparcos, a calibração das cefeidas foi modificada.
-
Os teóricos fizeram grandes esforços para reduzir a idade das estrelas mais antigas dos aglomerados globulares.
Mas esse problema ainda não está resolvido.
...A figura a seguir mostra como o modelo do Big Bang gêmeo aumenta sistematicamente a idade do nosso universo, em comparação com o Modelo Padrão (linha pontilhada) para um valor dado da constante de Hubble Ho.
(146)
...Na figura 144, vemos como a matéria fantasma impulsiona nossa matéria "para frente", acelerando nosso processo de expansão. Inversamente, podemos reduzir a expansão do universo fantasma (descrito em relação ao nosso tempo t, é claro). Assim, o universo fantasma atua como uma "constante cosmológica". Classicamente, considera-se que a constante cosmológica corresponde à força repulsiva do vácuo. Nesse modelo, o universo fantasma possui uma "força repulsiva", acelerando nossa expansão.