Os primeiros dias do universo estão envoltos em mistério. Afinal, não podemos simplesmente voltar no tempo para observar diretamente o que aconteceu. Em vez disso, dependemos de pistas, ecos e ondas desvanecidas que se propagam pelo infinito para reconstruir a história inicial do cosmos.
Por isso, os modelos que criamos sobre esses tempos primordiais são frequentemente desafiados por novas descobertas matemáticas ou observações físicas que questionam as peças que já montamos. Recentemente, uma equipe de físicos fez exatamente isso. Segundo seu novo estudo, se muitos dos nossos modelos atuais estiverem corretos, não deveríamos sequer existir. Na verdade, nada deveria existir. O universo inteiro deveria ter se aniquilado.
Mas, obviamente, o universo não se aniquilou. Afinal, estamos aqui para fazer todas essas perguntas intrigantes. Então, o que está acontecendo?
Tudo se resume a dois elementos: buracos negros primordiais e a partícula de Higgs.
A descoberta do bóson de Higgs em 2012 é amplamente considerada uma das grandes conquistas da física moderna. Isso porque ela confirmou a existência do campo de Higgs—um campo semelhante à eletricidade ou ao magnetismo, que literalmente dá massa aos objetos. É uma mecânica quântica complexa, mas o ponto principal é: sem o campo de Higgs, nada existiria.
Tudo isso para dizer que o campo de Higgs é incrivelmente importante tal como é. Porque, aqui está um fato curioso e um tanto assustador—teoricamente, o campo de Higgs poderia mudar.
“O campo de Higgs provavelmente não está no estado de energia mais baixo que poderia estar,” explicou Lucien Heurtier, um dos pesquisadores do novo estudo. “Isso significa que ele poderia, teoricamente, mudar de estado, caindo para um estado de energia mais baixo em uma determinada localização. Se isso acontecesse, no entanto, alteraria dramaticamente as leis da física.”
Basicamente, Heurtier explicou que se o campo de Higgs caísse para um estado de energia mais baixo, isso causaria a formação de pequenas “bolhas” de espaço sujeitas a regras físicas completamente diferentes das do universo que conhecemos.
“Em uma dessas bolhas,” ele escreveu, “a massa dos elétrons mudaria repentinamente, assim como suas interações com outras partículas. Prótons e nêutrons—que compõem o núcleo atômico e são feitos de quarks—deslocar-se-iam subitamente. Essencialmente, qualquer um que experimentasse essa mudança provavelmente não poderia relatar isso.”
Felizmente, isso não vai acontecer tão cedo—não há necessidade de pânico. Mas a ideia introduz um problema. Em muitos dos nossos modelos existentes do universo primitivo, isso já deveria ter acontecido.
E isso nos leva ao segundo elemento: o buraco negro primordial. Buracos negros primordiais são objetos hipotéticos muito semelhantes aos buracos negros que vemos hoje, mas com magnitudes menores em massa—podendo ser tão pequenos quanto um grama. De acordo com muitos modelos atuais, eles se formaram no segundo logo após o Big Bang, durante uma era conhecida como inflação. As regiões do universo eram tão densas naquela época que teriam colapsado em si mesmas e formado esses minúsculos buracos negros sem a ajuda de uma supernova. Apenas… shwoomp! Direto em um buraco negro.
Esses objetos—se é que existiram—teriam tido uma vida curta. Teriam queimado intensamente e evaporado rapidamente. Mas, de acordo com Heurtier e sua equipe, eles teriam durado o suficiente para ter um impacto incrivelmente poderoso no campo de Higgs.
Lembra das bolhas que mencionamos anteriormente? As que poderiam destruir o universo? Pois é, os buracos negros primordiais deveriam tê-las causado por toda parte.
A equipe de pesquisa afirma que, se os buracos negros primordiais existiram durante esse período inicial de inflação, como sugerem muitos modelos atuais, o campo de Higgs estaria borbulhando como uma lata de refrigerante agitada. Tanto que nada deveria ter sido capaz de se formar em primeiro lugar.
Mas nós existimos, assim como tudo ao nosso redor. Então, onde isso nos deixa?
Heurtier e sua equipe propõem duas respostas a essa questão. A primeira é que nossos modelos estão errados e que devemos descartar a ideia dos buracos negros primordiais. Afinal, sabemos com certeza que o campo de Higgs existe, então, se há um problema, ele deve estar nos buracos negros primordiais.
Certo? Bem, não necessariamente. A outra possibilidade apresentada pelo grupo é que estamos perdendo algo importante na física—nomeadamente, que há algo grande que não entendemos sobre o funcionamento do campo de Higgs. Isso é uma opção comum na física de alto nível—talvez haja alguma lei, comportamento, força ou partícula que ainda desconhecemos e que pode esclarecer tudo.
Certamente, esta não será a última equipe a investigar as interações teóricas entre o campo de Higgs e os buracos negros primordiais. Talvez essa nova compreensão se sustente, ou talvez não. Mas essa é a melhor parte da ciência—você pode, e deve, questionar tudo. Quem sabe que mistérios serão revelados?
