A teoria é baseada na teoria das cordas e prevê que o Universo é finito e muito mais simples do que muitas teorias atuais sobre o Big Bang dizem.
Professor Hertog, cujo trabalho foi apoiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa, anunciou pela primeira vez a nova teoria em uma conferência na Universidade de Cambridge em julho do ano passado, organizada por ocasião do 75º aniversário do Professor Hawking.
As teorias modernas do Big Bang predizem que nosso universo local passou a existir aós uma breve explosão de inflação - em outras palavras, uma pequena fração de segundo após o próprio Big Bang, o Universo expandiu-se a uma taxa exponencial.
Acredita-se, no entanto, que uma vez que a inflação começa, há regiões onde nunca para. Acredita-se que os efeitos quânticos podem manter a inflação para sempre em algumas regiões do Universo, de modo que, globalmente, a inflação é eterna.
A parte observável do nosso universo seria então apenas um hospitaleiro "universo de bolso", uma região na qual a inflação terminou e estrelas e galáxias se formaram.
"A teoria usual da inflação eterna prevê que globalmente nosso universo é como um fractal infinito, com um mosaico de diferentes universos de bolso, separados por um oceano inflável", disse Hawking em uma entrevista no último outono.
"As leis locais da física e química podem diferir de um universo de bolso para outro, que juntos formariam um multiverso. Mas eu nunca fui um fã do multiverso. Se a escala de diferentes universos no multiverso é grande ou infinita a teoria não pode ser testada."
Em seu novo artigo, Hawking e Hertog dizem que esse relato da inflação eterna como uma teoria do Big Bang está errado.
"O problema com a teoria normal de inflação eterna é que ele assume um universo de fundo existente que evolui de acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein e trata os efeitos quânticos como pequenas flutuações em torno disso", disse Hertog.
"No entanto, a dinâmica da inflação eterna acaba com a separação entre a física clássica e a física quântica. Como consequência, a teoria de Einstein se desfaz na inflação eterna".
"Nós prevemos que nosso universo, nas maiores escalas, é razoavelmente suave e globalmente finito. Portanto, não é uma estrutura fractal", disse Hawking. A teoria da inflação eterna proposta por Hawking e Hertog baseia-se na teoria das cordas: um ramo da física teórica que tenta reconciliar a gravidade e a relatividade geral com a física quântica, descrevendo em parte os constituintes fundamentais do Universo como pequenas cordas vibrantes.
Sua abordagem usa o conceito da teoria das cordas de holografia, que postula que o Universo é um holograma grande e complexo: a realidade física em certos espaços 3D pode ser matematicamente reduzida a projeções 2D em uma superfície.
Hawking e Hertog desenvolveram uma variação desse conceito de holografia para projetar a dimensão do tempo na inflação eterna. Isso permitiu que eles descrevessem a inflação eterna sem ter que depender da teoria de Einstein. Na nova teoria, a inflação eterna é reduzida a um estado intemporal definido em uma superfície espacial no início dos tempos.
"Quando traçamos a evolução do nosso universo de trás para frente no tempo, chegamos ao limiar da inflação eterna, onde nossa noção familiar de tempo deixa de ter algum significado", disse Hertog.
Num trabalho anterior "sem teoria de limite", Hawking previu que se você voltar no tempo para o início do Universo, o Universo encolhe e se fecha como uma esfera, mas esta nova teoria representa um passo adiante do trabalho anterior. "Agora estamos dizendo que há um limite em nosso passado", disse Hertog.
Hertog e Hawking usaram sua nova teoria para obter previsões mais confiáveis sobre a estrutura global do Universo. Eles previram que o universo que emerge da inflação eterna no limite passado é finito e muito mais simples que a estrutura fractal infinita prevista pela antiga teoria da inflação eterna.
Seus resultados, se confirmados por outros trabalhos, teriam implicações de longo alcance para o paradigma do multiverso. "Não estamos dizendo que o universo é único e singular, mas nossas descobertas implicam uma redução significativa de universos possíveis", disse Hawking. Isso torna a teoria mais preditiva e testável.
Hertog agora planeja estudar as implicações da nova teoria em escalas menores que estão ao alcance de nossos telescópios espaciais. Ele acredita que as ondas gravitacionais primordiais - ondulações no espaço-tempo - geradas pela inflação eterna constituem a mais promissora "arma" para testar o modelo.
A expansão do nosso universo desde o início significa que tais ondas gravitacionais teriam comprimentos de onda muito longos, fora do alcance dos atuais detectores LIGO. Mas eles podem ser ouvidos pelo planejado observatório europeu de ondas gravitacionais baseado no espaço, LISA, ou visto em experimentos futuros medindo o fundo de microondas cósmico.
Fonte: Universidade de Cambridge
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