Por que ainda estamos aqui? Conheça a partícula que poderia destruir o Universo

A forma de como o Univeso vai acabar é algo que muitas pessoas já questionaram e atiça a curiosidade de todos. Mesmo sabendo que a possibilidade do Universo encontrar seu fim em nosso tempo de vida é extremamente baixa, isso ainda é algo que chama atenção até mesmo de físicos. Um dos motivos é que entender o fim de tudo também pode nos explicar a origem de tudo.

Um dos modelos mais aceitos para explicar a origem e evolução do Universo é conhecido como ΛCDM que descreve o Big Bang. Além disso, dependendo da distribuição de energia escura, o fim descrito pelo modelo converge para algo chamado como “Morte Térmica”. Em resumo, o estado máximo de entropia seria atingido e não ocorreria mais processos físicos, o Universo seria congelado.

Recentemente, um grupo de pesquisadores publicou um artigo que descreve uma das possíveis mortes do Universo. Além disso, o grupo encontrou que esse fim poderia já ter acontecido há muito tempo atrás mas existe uma razão pelo qual ainda estamos aqui. E tudo isso seria por causa de uma partícula que ficou muito famosa quando foi descoberta: a partícula de Higgs.

Partícula de Higgs

A ideia da partícula de Higgs foi proposta na década de 60 pelo físico Peter Higgs que mais tarde recebeu o Prêmio Nobel de Física por esse trabalho. A partícula de Higgs é conhecida como bóson de Higgs e ela é associada a um campo chamado campo de Higgs. Esse campo estaria presente em todo Universo com mesmo valor e as interações de partículas fundamentais com esse campo seria responsável por dar massa.

Como o campo de Higgs teria as mesmas propriedades e valores em todo o Universo, as interações e as massas são as mesmas em todos lugares. A descoberta da partícula de Higgs confirma os modelos que descrevem o campo de Higgs. Foi um trabalho importante dentro da Física e para o avanço do Modelo Padrão que descreve partículas e suas interações em todo o espaço-tempo.

Começo do Universo

Os primeiros momentos do Universo conhecido como tempo de Planck não podem ser descritos pela Física atual necessitando de um avanço considerável no modelo. No entanto, momentos após o tempo de Planck, conseguimos explicar o Big Bang com certa precisão utilizando o conhecimento atual. Um dos fenômenos seria o processo de inflação que aconteceu nesses primeiros momentos.

A inflação é considerada como a primeira aceleração do Universo onde estima-se que o Universo foi do tamanho de uma laranja até o tamanho de uma galáxia em um instante. O que causou a inflação ainda é um tópico estudado pelos físicos e alguns sugerem que o campo de Higgs teve papel nisso. Além disso, flutuações de densidades podem ter originado buracos negros durante a inflação.

Buracos negros primordiais

Os buracos negros que poderiam ter se originado durante a inflação quando flutuações de densidades foram amplificadas são chamados de buracos negros primordiais. Um dos físicos que propôs e estudou os buracos negros primordiais foi Stephen Hawking. Apesar de trabalhos importantes como os de Hawking, esses buracos negros nunca foram observados e sua existência não foi confirmada.

Hawking também contribuiu com a ideia da radiação de Hawking que seria um processo onde buracos negros poderiam evaporar. Quanto menor um buraco negro, mais rapidamente ele evaporaria emitindo radiação. Dessa forma, um buraco negro muito pequeno que poderia ser primordial poderia ser uma fonte de calor ou energia considerável nos primeiros momentos do Universo.

Universo era para ter chegado ao fim

Recentemente, um artigo publicado por físicos da Inglaterra estudou a possibilidade do campo de Higgs não ser estável. Isso significa que o campo poderia mudar de estado algo que podemos pensar como a água mudando de líquido para vapor. Porém quando o campo mudasse de estado, todas interações de valores das massas das partículas poderiam e criar uma reação em cadeia.

Para isso acontecer seria necessário uma fonte de energia considerável e a pesquisa sugere que buracos negros primordiais poderiam ter oferecido essa energia em forma de calor. Se isso acontecesse, o campo de Higgs poderiam ter outras propriedades ou nem gerar a massa das partículas. Isso indicaria que o Universo poderia ter acabado muito tempo atrás.

Por que estamos aqui ainda?

Se o Universo depende apenas do campo de Higgs - e consequentemente da sua manifestação como partícula - e buracos negros primordiais poderiam ter destruído o Universo, por que estamos aqui? A resposta mais simples é que buracos negros primordiais podem não ter existido no final das contas. Isso explicaria porque nunca os observamos e porque não vemos indícios deles em dados como da CMB.

Apesar disso, não seria impossível que, se o campo de Higgs não é estável, ele mudar de estado em qualquer momento. Lembrando que a energia possui incertezas naturais que a faz variar e não é improvável que tenha energia o suficiente para mudar de estado. Mas se o Universo sobreviveu seus 13.8 bilhões de anos, ele vai sobreviver por mais vários bilhões de anos se isso for acontecer algum dia. De qualquer forma, estamos salvos.

Referência da notícia:

Hamaide et al. Primordial Black Holes Are True Vacuum Nurseries arXiv