Constante cosmológica

A constante cosmológica (geralmente denotada por lambda maiúsculo Λ) foi proposta por Albert Einstein como uma modificação da teoria original da relatividade geral ao concluir um universo estacionário. Após a descoberta do deslocamento para o vermelho de Hubble e introdução do paradigma do universo em expansão, Einstein abandonou esse conceito. Entretanto, a descoberta de que a expansão do universo ainda está acelerando na década de 1990 renovou o interesse pela constante cosmológica.

A constante cosmológica Λ aparece nas equações de campo modificadas de Einstein na forma

onde R e g pertencem a estrutura do espaço-tempo, T pertencem a matéria, e G e c são fatores de conversão com o qual surge do uso tradicional de unidades de medida. Quando Λ é zero, ela se reduz a equação de campo original da relatividade. Quando T é zero, a equação de campo descreve um espaço vazio (o vácuo). As unidades de Λ são segundo-2.

A constante cosmológica possui o mesmo efeito de uma densidade de energia intrínseca do vácuo, ρvac. Neste contexto, é comumente definida como fator proporcional a 8π: Λ = 8πρvac, onde conversões modernas da relatividade geral já estão inseridas (do contrário, os fatores G e c também apareceriam).

Relatividade geral[editar | editar código-fonte]

A constante cosmológica foi introduzida por Einstein nas equações relativísticas para que estas conduzissem a um universo estático (eterno e imutável). Entretanto, com a descoberta da expansão do universo através de uma hipótese teórica do astrônomo neerlandês Willem de Sitter utilizando das equações da Relatividade Geral em 1917, ideia esta que fora depois reforçada em 1929 pelo astrônomo americano Edwin Hubble com a observação do afastamento de galáxias através do Desvio para o Vermelho "redshift" (que obedece à Lei de Hubble-Homason), ela acabou sendo descartada. A constante cosmológica é um termo que equilibra a força de atração da gravidade. Toma a forma de uma força gravitacional repulsiva e foi adicionada quase como uma 'constante de integração' às equações de Einstein. Ao contrário do resto da relatividade geral, esta nova constante não se justificava para nada no modelo atual da gravidade, e foi introduzida exclusivamente para obter o resultado que na época se pensava fosse apropriado.

De fato, Einstein teria declarado que ela foi o pior erro de sua carreira. Ironicamente, a constante retornou à corrente principal da cosmologia devido a medições que indicam uma expansão acelerada do universo, o que implica um valor de Λ diferente de zero.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

Os problemas da constante cosmológica e da coincidência cósmica de www.portaldoastronomo.org

O Problema da Constante Cosmológica de www.fis.ufba.br

[Esconder]

v • e

Albert Einstein

Carreiracientífica

Relatividade restrita Relatividade geral Equivalência massa-energia Movimento browniano Efeito fotoelétrico Sólido de Einstein Princípio da equivalência Equações de campo de Einstein Raio de Einstein Relação de Einstein (teoria cinética) Constante cosmológicaCondensado de Bose-Einstein Estatística de Bose-Einstein Correlações de Bose–Einstein Teoria de Einstein–Cartan Equações de Einstein–Infeld–Hoffmann Efeito Einstein-de Haas Paradoxo EPR Debates Bohr–Einstein Investigações sem sucesso

Obras

Annus Mirabilis (1905)Investigações sobre a teoria do movimento Browniano (1905)Relativity: The Special and the General Theory (1916)Como Vejo o Mundo (1949)Por que o socialismo? (1949)Manifesto Russell-Einstein (1955)

Família

Pauline Koch (mãe)Hermann Einstein (pai)Maja Einstein (irmã)Mileva Marić (primeira mulher)Elsa Einstein (segunda mulher)Lieserl Einstein (filha)Hans Albert Einstein (filho)Eduard Einstein (filho)Bernhard Caesar Einstein (neto)Evelyn Einstein (neta)

PrêmiosEinstein

Prêmio Albert Einstein Medalha Albert Einstein Prêmio da Paz Albert Einstein Albert Einstein World Award of Science Prêmio Einstein

Prêmio Einstein de Ciência do Laser

Outros

Einstein@home Visões políticas Visões religiosas Refrigerador de Einstein Cérebro Na cultura popular Prêmios e condecorações Lista de objetos com o nome de Albert Einstein Einstein Papers Project

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Cosmologia Relatividade

Astrofísica

Albert Einstein estava certo sobre a expansão do Universo

Pesquisa apresentada em congresso confirma que Teoria da Relatividade, proposta há um século pelo físico alemão, é 'incrivelmente precisa'

Segundo cientistas, os cálculos de Einstein são precisos para explicar o universo em expansão (Getty Images/VEJA)

Físicos da Universidade de Portsmouth, na Inglaterra, e do Instituto Max Planck, Alemanha, confirmaram que a Teoria da Relatividade, proposta por Albert Einstein no começo do século XX, é 'incrivelmente precisa'. O estudo – anunciado nesta sexta-feira em um encontro nacional de astronomia na Universidade de Manchester, na Inglaterra – ressalta os acertos dos cálculos do físico alemão para explicar a expansão do universo.

Segundo os pesquisadores, Einstein teria acertado inclusive na teoria da constante cosmológica, uma força que atuaria no universo, adicionada por ele à Teoria da Relatividade Geral, mas logo depois descartada. O físico chegou a declarar que chegar à hipótese de tal constante foi o pior erro de sua carreira.

A nova pesquisa, porém – que estudou o período entre 5 e 6 bilhões de anos atrás, quando o universo tinha quase a metade da idade atual –, concluiu que a expansão do universo pode ser explicada mediante apenas a Teoria da Relatividade Geral de Einstein e a constante cosmológica, uma combinação que representa a mais simples resposta para este fenômeno.

A famosa Teoria da Relatividade do físico alemão prediz a velocidade com que as galáxias se distanciam uma das outras e, consequentemente, a velocidade com que o universo deve estar se expandindo atualmente. Os resultados da nova pesquisa apoiam tal hipótese. "Esta é a melhor medição da distância intergaláctica já feita, o que significa que os cientistas estão mais perto do que no passado de compreender por que a expansão do universo está se acelerando", diz a física Rita Tojeiro, uma das autoras do estudo.

Acredita-se que o conceito de energia do vazio – que é a energia intrínseca ou fundamental existente em certo volume de espaço vazio, ou seja, ausente de matéria — seja protagonista em meio a todo esse processo. De acordo com alguns astrofísicos, esta energia está relacionada com o período inicial da expansão do universo e com a

aceleração dessa expansão.

"Um dos altos da Teoria Geral da Relatividade de Einstein é que ela pode ser testada. Nossos resultados apoiam tal teoria e são totalmente consistentes com a noção de que a energia do vazio é a responsável pelo efeito de expansão do universo", explica Rita. Segundo ela, esta confirmação vai ajudar os físicos a compreenderem melhor o que origina esse misterioso processo e por que ele continua acontecendo.

Os cientistas esperam ainda avançar as pesquisas sobre a matéria escura, aquela que não emite luz ou radiação eletromagnética suficiente para ser detectada pelos meios técnicos atuais, mas cuja existência pode ser deduzida a partir de efeitos gravitacionais que ela causa na matéria visível, como as estrelas e as galáxias. O novo estudo também apoia a existência de tal matéria. "Criticamente, os resultados não encontram nenhuma evidência de que a matéria escura é simplesmente uma ilusão decorrente da nossa má compreensão sobre o universo", conta.

Saiba mais

O que é a Teoria da Relatividade?A Teoria da Relatividade foi desenvolvida pelo físico alemão Albert Einstein no início do século XX. Ela vem em dois "sabores": a relatividade restrita e a geral. A relatividade restrita diz que a velocidade da luz medida no vácuo é a mesma sob qualquer referencial de observação. Mesmo que um objeto esteja se afastando ou se aproximando, a velocidade relativa da luz não muda. Para que a velocidade seja sempre a mesma, há uma dilatação no tempo.

A relatividade geral adiciona gravidade à relatividade restrita. Ela diz que o espaço e o tempo são uma coisa só. É como se ele fosse uma grande superfície elástica. Planetas colocados sobre essa superfície "afundam" o plano por causa de sua massa ou velocidade. À medida que um satélite, por exemplo, se move na direção de um planeta, ele cai em direção ao astro por causa dessa deformação. Se o espaço-tempo for uma espécie de superfície que se estica com a presença de objetos pesados, isso significa que o tempo passa mais devagar nas proximidades desses objetos.

O que ela fala sobre a expansão do universo?Até o início do século XX, filósofos e astrônomos acreditavam que o universo era fixo, sendo apenas um pano de fundo, onde estrelas, planetas e outros corpos celestes se moviam. Este pensamento só começou a mudar após a Teoria da Relatividade. Alguns estudos concluíram que uma das consequências da teoria de Einstein era de que o universo não poderia ser estático, mas estava em constante movimento. Esta expansão do universo implica no afastamento progressivo de cada galáxia em relação a todas as demais. De acordo com a Teoria da Relatividade, é a geometria do espaço o que determina o tipo de expansão. Ou seja, a teoria prediz com que velocidade as galáxias estão se distanciando uma das outras e, com isso, a velocidade com que o universo deve estar se expandindo.

O que é constante cosmológica?Segundo o conceito de constante cosmológica, as galáxias se afastam uma das outras, mas sua densidade espacial permanece constante. Ou seja, matéria nova (átomos de hidrogênio) está constantemente sendo criada em todo o universo, condensando-se em seguida e formando novas estrelas e novas galáxias entre as que já existem. Assim, a densidade espacial permanece constante, o que significa que o universo não teve início e não terá fim.

Albert Einstein introduziu o conceito de constante cosmológica à Teoria da Relatividade Geral em 1917, a fim de eliminar algumas contradições da formulação original de seus pensamentos. Sem essa constante, ele acreditava que sua teoria não daria conta de explicar a inércia, nem a existência de um universo homogêneo e isotrópico (que apresenta sempre as mesmas propriedades físicas). Após cálculos posteriores de outros físicos, que invalidavam tal constante, Einstein acabou desistindo do conceito, considerando-o o maior erro de sua vida.

O que é matéria escura?É uma matéria do espaço invisível, pois não emite nem espalha luz ou radiação eletromagnética, tornando-a impossível de ser detectada por meios técnicos atuais. A ciência, porém, infere sua existência

pelo modo como a matéria visível (estrelas, planetas, asteroides e galáxias) se comporta no vácuo espacial. A matéria escura, que constitui mais de 20% da matéria do universo segundo as teorias mais aceitas, interfere apenas gravitacionalmente na movimentação e pressão da matéria visível.