Asemenea valurilor unui ocean cosmic care sculptează un țărm nevăzut, ondulațiile din țesătura spațiu-timp ar fi putut, la începuturile timpului, să ghideze destinul Universului, ducând la apariția galaxiilor, a stelelor și a vieții așa cum o cunoaștem. O nouă teorie îndrăzneață propune că undele gravitaționale – și nu particule ipotetice denumite inflatoni – au orchestrat expansiunea primordială a cosmosului și au distribuit materia în structurile pe care le observăm astăzi.
Cel mai mare mister al cosmosului este chiar modul în care s-a format
Această idee contestă un model cosmologic acceptat de decenii. „De zeci de ani, încercăm să înțelegem primele momente ale Universului folosind modele bazate pe elemente pe care nu le-am observat niciodată. Ceea ce face această propunere interesantă este simplitatea și verificabilitatea ei. Nu adăugăm elemente speculative, ci demonstrăm că gravitația și mecanica cuantică ar putea fi suficiente pentru a explica modul în care a luat naștere structura cosmosului.”, a explicat astrofizicianul teoretic Raúl Jiménez de la Universitatea din Barcelona, autorul principal al studiului, citat de Science Alert.
Misterul primelor clipe de după Big Bang, acum aproximativ 13,8 miliarde de ani, rămâne una dintre cele mai mari provocări ale științei. Teoriile actuale, deși robuste, prezintă fisuri, scoase la iveală recent de observații precum cele ale telescopului spațial James Webb, care a descoperit galaxii masive mult mai vechi decât se anticipa.
Universul la începuturile sale: inflatonul
Modelul standard al evoluției cosmice include o perioadă de expansiune exponențială, numită inflație, care a avut loc într-o fracțiune de secundă după Big Bang. Se presupune că Universul a erupt dintr-o singularitate – un punct de densitate infinită – transformându-se într-o supă fierbinte de plasmă care, prin răcire, a dat naștere materiei.
Pentru a explica acest proces, fizicienii au postulat existența inflatonului, o particulă sau un câmp cuantic care ar fi declanșat expansiunea și, în același timp, ar fi permis apariția unor fluctuații de densitate în plasma primordială. Aceste fluctuații s-ar fi condensat ulterior pentru a forma găuri negre, galaxii și stele. Însă, în ciuda căutărilor asidue, nicio dovadă directă a existenței inflatonului nu a fost găsită.
În căutarea unei alternative, Jiménez și colegii săi au explorat o altă cale, una care se bazează pe elemente cunoscute ale fizicii. Folosind un model simplificat al Universului, în concordanță cu teoria relativității generale a lui Albert Einstein, ei au analizat comportamentul fluctuațiilor cuantice din spațiu-timp – însăși undele gravitaționale.
Aceste unde, generate de evenimente cataclismice precum coliziunea dintre găuri negre sau stele neutronice, sunt considerate a umple întregul Univers, asemenea unui zumzet de fond constant, deși majoritatea sunt prea slabe pentru a fi detectate cu tehnologia actuală. Echipa de cercetare a demonstrat teoretic că un anumit tip de turbulență în spațiul-timp incipient ar fi putut genera unde gravitaționale suficient de puternice pentru a îndeplini două roluri cruciale: să determine expansiunea Universului și să creeze variațiile de densitate necesare în plasma primordială.
Conform acestui nou model, aceste aglomerări de materie, modelate de ecourile gravitaționale ale nașterii Universului, ar fi devenit suficient de dense pentru a se prăbuși sub propria gravitație, formând astfel semințele primelor stele și galaxii.
Este o soluție de o eleganță remarcabilă, care elimină necesitatea de a invoca particule ipotetice pentru a explica evoluția cosmosului. Deși sunt necesare cercetări suplimentare pentru a o valida, propunerea deschide o nouă fereastră către înțelegerea originilor noastre. „Mecanismul propus de noi ar putea elimina necesitatea unui scenariu dependent de model”, concluzionează cercetătorii în lucrarea publicată în jurnalul științific Physical Review Research. Astfel, însăși gravitația, forța care ne ancorează de Pământ, ar putea fi și arhitectul care a sculptat întregul Univers.
