Entender a forma do universo é notoriamente difícil. Quando se trata da geometria local, os cientistas têm relativa certeza de que o universo observável é plano – ou, pelo menos, quase plano. Mas os especialistas estão muito menos certos da topologia global geral do universo, e até hoje ainda não sabemos ao certo se o universo é infinito ou finito, assumindo uma forma de torus (também conhecido como rosquinha) durante os processos quânticos do Big Bang.
Para explorar este mistério, uma equipe internacional de cientistas formou um grupo conhecido como Colaboração para Observações, Modelos e Previsões de Anomalias e Topologia Cósmica (COMPACT) para examinar a forma potencial do universo reanalisando os dados da Radiação Cósmica de Fundo em Micro-ondas (CMB). Anteriormente, os cientistas pensavam que esses dados provavam ser pouco promissores para topologias “exóticas”, mas o primeiro artigo dessa colaboração desafia essa ideia. Sugere que o CMB na verdade apoia topologias euclidianas (ou seja, planas) relativamente simples, sugerindo que estruturas ainda mais complexas são possíveis.
“Embora indicadores inequívocos de topologia ainda não tenham sido detectados, apresentamos evidências de que buscas anteriores por topologia estão longe de esgotar as enormes possibilidades”, escreveram os pesquisadores do COMPACT no estudo. “Muito mais pode ser feito para descobrir ou restringir a topologia do espaço.” Explorar essa topologia global é crucial para entender o universo.
Uma forma finita, como um torus, poderia causar ilusões onde telescópios poderiam estar visualizando o mesmo espaço do universo, mas em diferentes pontos do céu, criando um tipo de “labirinto de espelhos”. Embora nenhuma evidência observável aponte para tal ilusão, isso pode simplesmente significar que a luz necessária ainda não teve tempo suficiente para chegar até nós, o que significa que está além do horizonte do CMD. Em vez de considerar todas as 18 topologias matematicamente possíveis, de acordo com um artigo de acompanhamento da Sociedade Física Americana (APS), o artigo explora uma forma conhecida como 3-Torus (E1), juntamente com duas de suas extensões (E2 e E3).
O documento conclui que a primeira forma, E1, pode ser descartada ao analisar os dados do CMB (se estiver dentro do horizonte, é claro). No entanto, E2 e E3 – topologias que aplicam torções de 180 e 90 graus a E1, respectivamente – poderiam teoricamente ainda ser explicadas com dados do CMB. No artigo da APS está escrito: uma região do universo vista através de um loop fechado torcido produziria duas visões de si mesma que seriam diferentes, mas permaneceriam correlacionadas. Tanto E2 quanto E3 são estruturas relativamente simples que não podem ser descartadas pelos dados observáveis, então é muito possível que topologias ainda mais complexas também possam ser candidatas viáveis.
Eventualmente, afirmar que vivemos em um universo topológico em oposição a outro exigirá algum tipo de evidência observacional. A equipe disse que está buscando maneiras de descobrir um tipo de “impressão digital topológica” nos dados do CMB para apoiar certas teorias.
