Constante cosmológica
termo adicional proposto por Einstein para equações gravitacionais cósmicas / De Wikipedia, a enciclopédia encyclopedia
Na cosmologia, a constante cosmológica (geralmente denotada pela letra maiúscula grega lambda: Λ), alternativamente chamada de constante cosmológica de Einstein, é o coeficiente constante de um termo que Albert Einstein adicionou temporariamente às suas equações de campo da relatividade geral. Mais tarde, ele o removeu. Muito mais tarde, foi revivido e reinterpretado como a densidade de energia do espaço, ou energia do vácuo, que surge na mecânica quântica. Está intimamente associado ao conceito de energia escura.[1]
Einstein originalmente introduziu a constante em 1917[2] para contrabalançar o efeito da gravidade e alcançar um universo estático, uma noção que era a visão aceita na época. A constante cosmológica de Einstein foi abandonada após a confirmação de Edwin Hubble de que o universo estava se expandindo.[3] Da década de 1930 até o final da década de 1990, a maioria dos físicos concordou com a escolha de Einstein de definir a constante cosmológica como zero.[4] Isso mudou com a descoberta em 1998 de que a expansão do universo está se acelerando, o que implica que a constante cosmológica pode ter um valor positivo.[5]
Desde a década de 1990, estudos têm mostrado que, assumindo o princípio cosmológico, cerca de 68% da densidade de massa – energia do universo pode ser atribuída à chamada energia escura.[6][7][8] A constante cosmológica Λ é a explicação mais simples possível para a energia escura e é usada no atual modelo padrão de cosmologia conhecido como modelo de matéria escura fria Λ (M.E.F.Λ).[lower-alpha 1]
De acordo com a Teoria quântica de campos (T.Q.C.),[lower-alpha 2] que fundamenta a física de partículas moderna, o espaço vazio é definido pelo estado de vácuo, que é composto por uma coleção de campos quânticos. Todos esses campos quânticos exibem flutuações em seu estado fundamental (menor densidade de energia) decorrentes da energia do ponto zero presente em todo o espaço. Essas flutuações do ponto zero deveriam atuar como uma contribuição para a constante cosmológica Λ, mas quando os cálculos são realizados, essas flutuações dão origem a uma enorme energia de vácuo.[9] A discrepância entre a energia de vácuo teorizada da teoria quântica de campos e a energia de vácuo observada da cosmologia é uma fonte de grande controvérsia, com os valores previstos excedendo a observação em cerca de 120 ordens de magnitude, uma discrepância que foi chamada de "a pior previsão teórica da história da física!".[10] Esta questão é chamada de problema da constante cosmológica e é um dos maiores mistérios da ciência, com muitos físicos acreditando que "o vácuo contém a chave para uma compreensão completa da natureza".[11]