Você já ouviu falar que o universo está em expansão, certo? Mas você já parou para pensar como se dá essa expansão?
Físicos da suíça desenvolveram um novo código computacional que simula de maneira numérica o complexo processo de formação de estruturas no universo com base nas equações de Einstein, levando em consideração a rotação do espaço-tempo e calculando a amplitude das ondas gravitacionais.
Até agora as simulações mais complexas eram baseadas na gravitação newtoniana, que postula que o espaço não muda, ele é estático enquanto o tempo passa. Esse tipo de simulação vai bem se a matéria do universo se mover vagarosamente. Porém, quando as partículas da matéria se movem rapidamente, esse tipo de simulação só fornece resultados aproximados.
Além do mais essa simulação não considera as flutuações na energia escura que constitui cerca de 70% da energia do universo.
A equipe de Ruth Durrer do Departamento de Física Teórica da Faculdade de ciência da UNIGE (Universidade de Genebra) criou um código, denominado de GEVOLUTION, que é baseado na Teoria Geral da Relatividade de Albert Einstein.
Nesse código o espaço-tempo é dinâmico e em constante mudança, bem diferente da gravitação Newtoniana. O objetivo foi prever a amplitude e o impacto de ondas gravitacionais, além da rotação do espaço-tempo, induzida pela formação de estruturas cosmológicas.
Os físicos analisaram uma porção cúbica do espaço consistindo de 60 bilhões de zonas com cada um contendo uma partícula, como se fosse uma porção de uma galáxia, para se poder estudar como ela se move em relação às partículas vizinhas.
Graças a uma biblioteca chamada de LATfield2 que resolve equações diferenciais parciais não lineares e ao supercomputador do Swiss Supercomputer Center em Lugano, os pesquisadores conseguiram calcular o movimento das partículas e as medidas de distância e tempo entre duas galáxias no universo usando as equações de Einstein.
Com os resultados dessa simulação foi possível quantificar as diferenças entre o GEVOLUTION e os códigos de gravitação Newtoniana, essas diferenças estão ligadas à rotação do espaço-tempo e às ondas gravitacionais.
A inclusão desses dois fatores nos códigos abre uma nova maneira de se comparar os resultados da simulação com as observações que são feitas do universo. Os pesquisadores poderão testar ainda mais a Teoria Geral da Relatividade, em uma escala muito maior e quem sabe no futuro se poderá jogar uma luz definitiva sobre a misteriosa energia escura no Universo.
Os pesquisadores suíços pretendem disponibilizar publicamente o código GEVOLUTION, para que ele seja estressado ao máximo.
Fontes:
http://phys.org/news/2016-03-team-simulates-expansion-universe.html
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3673.html
