Tópico: Universo Ekpirótico como alternativa ao Big Bang inflacionário?

[HSette]

Muito suspeito esse papo de "temer represálias da Academia". 

[Huxley]

Não deixa de ser previsível o anonimato.Brian Greene diz em "O Tecido do Cosmos" que a teoria de Steinhardt-Turok não é uma teoria de ciclos infindáveis justamente por causa desse detalhe da entropia.Ou seja, o universo teve um começo neste modelo.O cara anônimo provavelmente sofreria represálias por fazer uma declaração que induzia a acreditar que Turok e Steinhardt não saberiam deste detalhe.

Mas ainda que existam coisas a explicar neste modelo (como o início do primeiro ciclo), pelo menos o valor da constante cosmológica estaria melhor explicado do que na teoria inflacionária.O que vocês acham?

[uiliníli]

Vixi, já desisti de tentar compreender essas coisas. Para mim isso aí já é quase esoterismo...

[HSette]

Não deixa de ser previsível o anonimato.Brian Greene diz em "O Tecido do Cosmos" que a teoria de Steinhardt-Turok não é uma teoria de ciclos infindáveis justamente por causa desse detalhe da entropia.Ou seja, o universo teve um começo neste modelo.O cara anônimo provavelmente sofreria represálias por fazer uma declaração que induzia a acreditar que Turok e Steinhardt não saberiam deste detalhe.

Mas ainda que existam coisas a explicar neste modelo (como o início do primeiro ciclo), pelo menos o valor da constante cosmológica estaria melhor explicado do que na teoria inflacionária.O que vocês acham?

O problema maior do Modelo Ekpirótico é que ele se assenta sobre a Teoria das Cordas, que não possui, até agora, nenhuma evidência que a sustente, apesar de sua "elegância" matemática.

Por outro lado, as medições das anisotropias da Radiação Cósmica de Fundo, cada vez mais precisas, têm dado sustentação ao Modelo Inflacionário (apesar de que, pelo que me parece não há nenhuma idiossincrasia fundamental entre ambos.

[Hold the Door]

Não deixa de ser previsível o anonimato.

Por quê?

Você acha que faz algum sentido esse papo de um físico permanecer anônimo para poder criticar uma teoria só para não ser perseguido por um suposto "patrulhamento ideológico"?

Quando foi que os físicos pararam de criticar abertamente (muitas vezes de forma feroz) as teorias com as quais não concordam e passaram a se esconder no anonimato com medo do "patrulhamento ideológico"? Acho que esqueceram de me avisar.

Se existisse um "patrulhamento ideológico", seria em cima das idéias de Steinhardt-Turok, já que são eles que estão propondo um modelo alternativo, altamente especulativo, baseado em uma teoria que está longe de ser consenso na comunidade científica.

Isso não passa da velha tática "conspiracionista" do Enézio de "defensor da verdade perseguido pelo Establishment". Ou seja, a mesma coisa que ele faz para vender as suas idéias criacionistas.

Brian Greene diz em "O Tecido do Cosmos" que a teoria de Steinhardt-Turok não é uma teoria de ciclos infindáveis justamente por causa desse detalhe da entropia.Ou seja, o universo teve um começo neste modelo.O cara anônimo provavelmente sofreria represálias por fazer uma declaração que induzia a acreditar que Turok e Steinhardt não saberiam deste detalhe.

Não só sabiam, como em 2001 já tinham escrito um paper tratando desse problema e mostrando como era solucionado no seu modelo:

http://arxiv.org/abs/hep-th/0111098

[Huxley]

O problema maior do Modelo Ekpirótico é que ele se assenta sobre a Teoria das Cordas, que não possui, até agora, nenhuma evidência que a sustente, apesar de sua "elegância" matemática.

Dizer que a teoria das cordas não tem nenhuma evidência que a sustente já é demais.Ela pode não ter evidência empírica direta.Mas é uma visão míope dizer que uma a existência de uma evidência científica esteja limitada a isso, já que a história da ciência está cheia de casos de coisas deduzidas experimentalmente por meios indiretos (por exemplo, a existência do átomo foi postulada e dita como certa bem antes da observação direta).

David Gross já disse uma vez que:

"Porém, não é totalmente verdade que a teoria de cordas não faça previsões que possam ser testadas. O que tentamos explicar é que ela ainda não é uma teoria completa, e não a entendemos muito bem para fazer o tipo de previsão que tem papel mais importante em ciência: aquela que você faz e, se ela não se demonstrar, significa que a teoria está incorreta e a única saída é mudar suas premissas ou jogar sua teoria fora. Por outro lado, a teoria de cordas rendeu vários fenômenos e cenários que levaram a observações e experimentos que podem ser feitos --e estão sendo. Há novos efeitos que podem ser descobertos e podem ser muito sugestivos para a teoria, mas eles não são previsões quantitativas.

http://www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u15248.shtml

Claro, poderíamos dizer que o modelo inflacionário leva vantagem porque faz menos suposições.Mas isso já é outra história.

[HSette]

Huxley, minha afirmativa foi clara, e a repito:

(A Teoria das Cordas) …não possui, até agora, nenhuma evidência que a sustente,…

Pois, bem. Eu sou um dos que se sentiria bastante felizes se você nos apontar alguma.

PS: pode esclarecer em que sentido minha afirmativa "é demais.". 

[Steady State]

Olá

Nesta reportagem foi comentada a teoria do plasma.Essa teoria do plasma como é vista pela Ciência?Com o passar dos anos pode ser a teoria rival do Big-Bang?

valeu

[Huxley]

Huxley, minha afirmativa foi clara, e a repito:

(A Teoria das Cordas) …não possui, até agora, nenhuma evidência que a sustente,…

Pois, bem. Eu sou um dos que se sentiria bastante felizes se você nos apontar alguma.

PS: pode esclarecer em que sentido minha afirmativa "é demais.". 

Na verdade, a teoria das cordas já é testável sim.A teoria das cordas da gravidade quântica já previu com sucesso que quarks e glúons devem se comportar com viscosidade de cisalhamento extremamente baixa em experiências com temperaturas extremas e "minibangs" (Maldacena,J.(2005)"Ilusão em 3 Dimensões".Scientific American Brasil,p.63, nº 43,dezembro de 2005)

Quanto a dizer que postular evidência inexistente ser demais, vou explicar.Pense na primeira evidência que surgiu para a existência do átomo.A existência do átomo foi postulada primeiramente para explicar as inúmeras relações específicas pelos quais muitas substâncias químicas se combinam. 

Olá

Nesta reportagem foi comentada a teoria do plasma.Essa teoria do plasma como é vista pela Ciência?Com o passar dos anos pode ser a teoria rival do Big-Bang?

valeu

A comunidxade científica acredita que não existe alternativa ao Big Bang.A teoria do plasma, assim como a Teoria do Estado Estacionário, não explica detalhadamente a uniformidade da temperatura da radiação cósmica de fundo e as falhas nessa uniformidade:
http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_cosmology#Comparison_to_mainstream_cosmology

Eu estava pesquisando aqui e vi que mesmo a Teoria do Universo Ecpirótico é apenas mais uma versão da teoria inflacionária.A única coisa que a inflação requer é que haja algum tipo de estado que desempenhe o papel de Falso Vácuo e que haja um mecanismo para criar bárions ao fim da inflação. Algumas teorias sugerem que aquecer uma região do espaço até a temperatura de 10 elevado a 29 Kelvin e depois esfriá-la com rapidez ou comprimir a matéria até uma densidade de 10 elevado a 80 g/cm3 (retirando a matéria comum depois disso, já que ela interfere nas propriedades do Falso Vácuo) daria o mesmo resultado.É por isso que várias teorias cosmológicas cíclicas são compatíveis com o Big Bang.Steinhardt e Turok dizem que sua teoria se desenvolve em eventos físicos iguais ao da teoria inflacionária padrão, embora eu não faça menor idéia do que isso signifique.

[HSette]

Na verdade, a teoria das cordas já é testável sim.,

Ninguém disse o contrário. 

Aliás, se não fosse testável, nem seria considerada uma teoria.

E testada, já foi? 

[Huxley]

Na verdade, a teoria das cordas já é testável sim.,

Ninguém disse o contrário. 

Aliás, se não fosse testável, nem seria considerada uma teoria.

E testada, já foi? 

Ok, vou mudar a frase.Segundo Maldacena, ela já fez uma previsão testável e teve sucesso no cumprimento dessa previsão numa experiência.Embora eu não faça idéia dos detalhes de como isso corrobora a teoria (e em que grau ela corrobora), eu pelo menos já disse que previsão ela fez no post anterior.

[HSette]

...fez uma previsão testável e teve sucesso no cumprimento dessa previsão numa experiência.Embora eu não faça idéia dos detalhes de como isso corrobora a teoria (e em que grau ela corrobora), eu pelo menos já disse que previsão ela fez no post anterior.

Eu penso que isso, por si só, não corrobora uma teoria, não pelo menos no sentido de confirmar, de comprovar.

Mas como a palavra pode também ser entendida no sentido de "dar força", talvez você esteja se referindo a isso.

[Huxley]

Brian Greene diz em "O Tecido do Cosmos" que a teoria de Steinhardt-Turok não é uma teoria de ciclos infindáveis justamente por causa desse detalhe da entropia.Ou seja, o universo teve um começo neste modelo.O cara anônimo provavelmente sofreria represálias por fazer uma declaração que induzia a acreditar que Turok e Steinhardt não saberiam deste detalhe.

Não só sabiam, como em 2001 já tinham escrito um paper tratando desse problema e mostrando como era solucionado no seu modelo:

http://arxiv.org/abs/hep-th/0111098

Na verdade, esse link me deixou ainda mais decepcionado.Nele, se diz que a teoria ecpyrótica implica que o Universo começou no infinito passado.O problema de um Universo assim é que ele viola a Segunda Lei da Termodinâmica.A entropia de um sistema fechado não pode diminuir e deve acumular ao longo dos ciclos.Eles simplesmente postulam um mecanismo de remoção de entropia em cada ciclo.Não se pode formular uma teoria baseado numa contradição.Leis termodinâmicas são ciência.Uma teoria baseda numa contradição não pode ser chamada de ciência.Brian Greene está certo em ter abordado isso em "O Tecido do Cosmos".Essa teoria só é válida se considerar que o Universo é algo que não existiu sempre.

Mas algumas outras coisas me chamaram a atenção.No modelo cíclico, a origem da energia responsável pela inflação é conhecida.Ela vem da energia cinética das 3-branas paralelas, que por sua vez se origina da energia gravitacional responsável pela aproximação de ambas.Ora, se todas as partículas do Universo foram criadas no infinito passado, então acabou-se o mistério.O problema é que a teoria não explica porque existem duas 3-branas paralelas perfeitamente alinhadas.Ok, a teoria inflacionária padrão não tem prova que existiu a energia responsável pela inflação e o modelo cíclico supõe que esta energia é a mesma que vem acelerando a expansão do cosmo.Mas como ela não explica o detalhe do alinhamento das branas, então ela também fracassa como uma teoria das origens cósmicas. 

Mas uma coisa não entendi.Foi falado neste documento em "constante cosmológica negativa".Isso implica que a energia gravitacional da brana paralela a nossa faz sozinha o papel de energia escura?Existe outra coisa.Eu ouvi dizer (em "O Tecido do Cosmo") que o "bang" desta teoria se desenvolve em eventos físicos iguais ao da teoria inflacionária padrão.Ao fim de cada ciclo, o Universo está em estado tão rarefeito que parece vácuo.Então, surgiu uma dúvida.No modelo cíclico, a inflação ocorre com o vácuo se transformando em Falso Vácuo ou a compressão da matéria fazendo o papel de Falso Vácuo?

Eu penso que isso, por si só, não corrobora uma teoria, não pelo menos no sentido de confirmar, de comprovar.

Mas como a palavra pode também ser entendida no sentido de "dar força", talvez você esteja se referindo a isso.

Bem, eu não gosto da palavra "comprovar" em ciência.Nenhuma teoria é "comprovada".Por outro lado, o conceito "corroboração" aceita vários graus de intensidade.O problema da teoria das cordas é que se sabe muito pouco das conseqüências desta teoria em energias baixas.As previsões mais simples dizem respeitos a processos ocorridos na energia de Planck (10 elevado a 16 GeV).Logo, enquanto não tivermos uma geração de aceleradores de partículas mais potentes, as previsões que ela faz não podem ser tão precisas ou arriscadas. 

[Huxley]

Bem, agora que me informei sobre a Ecpirótica, esqueçam o que eu disse sobre o quote do Angelo Melo no post anterior.

Eu pensava sem hesitar que a Teoria do Universo Ekpirótico violava a Segunda Lei da Termodinâmica justamente por ele postular que os ciclos sempre ocorreram.Como o Universo pode ter sempre existido sem violar a Lei de Entropia?

Paul Steinhardt diz que ao fim do ciclo da expansão, o Universo seria esticado até virar vácuo quase perfeito.Neste estágio, a 3-brana voltaria a se chocar com a sua 3-brana paralela,e assim, uma nova quantidade de matéria será ejetada num novo Universo.Esse Universo terá um bang de baixa entropia, então como isso não viola a Segunda Lei?A chave para responder isso é que quando um novo Universo é criado, entropia global do sistema AUMENTA.O Universo do ciclo anterior não desaparece, ele só é afastado para uma região que estaria muito além do alcance dos telescópios dos seres do novo Universo.E existe o fato que a densidade de entropia dele seria tão baixa, que seria comparável ao do vácuo.Esse modelo também não viola a Primeira Lei da Termodinâmica.A energia para criar a matéria vem da energia cinética das branas, que por sua vez é produzida pela energia gravitacional delas mesmas.Neste modelo, é a energia gravitacional das branas que produz a expansão acelerada que vemos hoje.Ela faz o papel de energia escura.Como o Universo seria infinito no espaço e no tempo segundo a Teoria das Cordas, ele pode acumular entropia infinita.E ele pode ter energia infinita, já que as branas estão se movimentando desde o infinito passado e a sua energia cinética acumulada seria infinita.A energia desse Universo foi criada no infinito passado.Nesse modelo, o Universo jamais teve um começo e jamais terá um fim.

Claro, existe o problema de explicar porque existe uma 3-brana paralela a nossa perfeitamente alinhada a nossa.Mas a origem dela é explicada assim: “isso simplesmente sempre existiu e pronto”.

Veja essas informações no site do Steinhardt:

"How does the cyclic model evade the Tolman entropy problem that plagues the oscillatory models of the 1920's?"

http://www.physics.princeton.edu/~steinh/cyclicFAQS/index.html#Tolman

"Does the cyclic model conserve energy?"
http://www.physics.princeton.edu/~steinh/cyclicFAQS/index.html#energy

Existem outras perguntas respondidas no "FAQ" do site.

Há uma baita polêmica sobre esse modelo resolver ou não o problema da entropia (como  Brian Greene diz, que ele só não viola a Lei de Entropia se tiver havido um primeiro ciclo), mas os seus proponentes juram de pé junto que sua teoria não viola a Segunda Lei da Termodinâmica.Bem que o Angelo Melo podia aparecer aqui mais uma vez para dá uma luz sobre este tema.

[J Ricardo]

(...) A energia desse Universo foi criada no infinito passado.Nesse modelo, o Universo jamais teve um começo e jamais terá um fim.

Isso é algo que deve ser aceito por fé? Pois pra mim parece não ter lógica.

[Huxley]

(…) A energia desse Universo foi criada no infinito passado.Nesse modelo, o Universo jamais teve um começo e jamais terá um fim.

Isso é algo que deve ser aceito por fé? Pois pra mim parece não ter lógica.

Se os cientistas chegarem a conclusão que a energia que está expandindo o Universo de forma ACELERADA vem da energia potencial gravitacional de uma 3-brana paralela a nossa, então não há nenhuma ilógica.Se você voltar no tempo, as branas estariam mais próximas uma das outras.Se voltasse um pouco mais no tempo , elas estavam se chocando, "dando" origem ao nosso Universo atual.Se voltasse um pouco mais no tempo ainda, veria dois Universos que estavam longe um do outro devido a uma colisão iniciadora de ciclo cósmico, e assim, suvessivamente "colisão-rebote-colisão-rebote-colisão...".Como essas branas estariam perfeitamente alinhadas uma da outra, os ciclos jamais teriam um fim, uma vez que a energia gravitacional estaria sempre transformando-se em energia cinética das branas,que por sua vez é a energia que dá origem a matéria.Se os ciclos jamais terão um fim, porque eles deveriam ter um começo?Claro, você poderia imaginar que é possível que esse Universo teve um primeiro ciclo, mas os autores crêem que a maioria dos problemas cosmológicos são resolvidos postulando-se que os ciclos se estendem indefinidamente no passado.Como se deve optar pelo modelo com mais poder explanatório, então é totalmente lógico a postulação da eternidade desse Universo.

[Steady State]

Olá a todos.

Esses branas são duas somente?A minha dúvida ainda é  a questão do espaço.Como pode nosso universo se expandir pelo choque de branas e não ter mais espaço ao redor delas?Então não teriamos um numero "b" de branas e um numero "u" de universos contidos num hiperespaço?Teoria M significa o que?

[Huxley]

Olá a todos.

Esses branas são duas somente?

Não se sabe.A única coisa que se sabe é que no modelo cosmológico de Steinhardt-Turok, só uma outra brana além da nossa exerce efeito observável significativo no nosso espaço-tempo.Mas como há ciclos infinitos, o número de Universos criados e destruídos tende ao infinito.

A minha dúvida ainda é  a questão do espaço.Como pode nosso universo se expandir pelo choque de branas e não ter mais espaço ao redor delas?Então não teriamos um numero "b" de branas e um numero "u" de universos contidos num hiperespaço?

Não se tem espaço mais ao redor delas, porque o espaço dentro das duas branas é infinito, uma vez que o tempo sempre existiu nesse modelo cosmológico.Segundo este modelo, o ciclo anterior do nosso Universo foi afastado de nós bem além do que nossos telescópios alcançariam.

Durante a fase da contração, o horizonte encolhe a um tamanho exponencial pequeno, e o novo universo observável é apenas um subvolume minúsculo do universo observável do ciclo precedente. Assim, uma região nova como nosso universo observável poderia sido formado de algum volume no interior de um vácuo no ciclo precedente.Isso porque durante o fim de cada ciclo, a expansão faz o Universo ser diluído até alcançar o estado de vácuo quase perfeito, mas não chega a ser considerado vácuo.Mas verrugas quânticas fazem com que cordas das duas branas se estiquem e entrem em colisão, fazendo com que uma singularidade surja.Quando a singularidade surge, nova matéria é depositada em ambas as branas.Elas entram em colisão porque, são como duas membranas alinhadas conectadas por uma quarta dimensão espacial macroscópica, que faz o papel de um elástico conectando os dois mundos, em ciclos de colisão e rebote.A energia gravitacional das branas faz o papel de energia escura.A energia gravitacional das branas se transforma em energia cinética quando elas colidem.A energia para o Big Bang e para a expansão do Universo vem desta energia cinética.Ela também afasta as branas uma das outras nesta quarta dimensão espacial. Por outro lado, como a gravidade é a única força capaz de viajar por todas as dimensões, assim ela pode fazer o papel de energia escura e expandir o Universo tanto nas dimensões macroscópicas observáveis, quanto na dimensão macroscópica não-observável.

Como isso pode ocorrer?É só imaginar analogia com menos dimensões.Imagine duas lâminas bidimensionais inseridas num mundo tridimensional com uns elásticos conectando-as.Se as lâminas só podem expandir para os lados, elas vão se expandir sem se tocar uma nas outras.Se o elástico que as conecta as afastam numa terceira dimensão, aí isso já é outra história.Mas neste caso, como há ciclos de colisões e rebotes devido à gravidade atuar em todas as dimensões, as lâminas irão voltar a se chocar.Mas não se chocarão não numa segunda dimensão, e sim numa terceira dimensão.Ou seja, na dimensão em que as lâminas não se expandem, exceto quando estão prestes a se colidir.Por outro lado, como a gravidade é a única força capaz de viajar por todas as dimensões, assim ela pode fazer o papel de energia escura e expandir o Universo tanto nas dimensões macroscópicas, quanto na dimensões macroscópica não-observável.Transportando esse analogia para o modelo com quatro dimensões espaciais macroscópicas e 6 dimensões microscópicas enroladas no espaço de Calabi-Yau, temos uma representação de como é possível esclarecer essa sua dúvida.

Teoria M significa o que?

É apenas o nome que se dá a última versão da Teoria das Supercordas:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Teoria-M

Como meu conhecimento sobre a cosmologia cíclica é um tanto limitado, se tiver mais dúvidas sobre a mesma, sugiro que veja essa link do site do Steinhardt, na parte onde se responde as perguntas mais frequentes:

http://www.physics.princeton.edu/~steinh/cyclicFAQS/index.html