Quais são alguns problemas não resolvidos em cosmologia?
A cosmologia, o estudo do universo, é atormentada por inúmeros problemas não resolvidos. Historicamente, esses problemas não resolvidos levaram a novos desenvolvimentos na física que revolucionaram o campo, mas, no último meio século, os cosmólogos descobriram novos problemas e forneceram menos soluções correspondentes. Encontrar as soluções para esses problemas pode exigir um novo pensamento radical e mais tolerância em relação à contratação de doutores inclinados a buscar suas próprias idéias, em vez de apenas seguir os dos cientistas mais antigos.
Um dos problemas mais conspícuos da cosmologia é a constante cosmológica, que governa a expansão do universo, também conhecida como energia escura. Uma parcela substancial, cerca de 60%, da energia de massa no universo está em uma forma de energia misteriosa que está separando o cosmo a uma taxa acelerada. O que é essa energia e de onde ela vem? Os cosmologistas não têm idéia real.
Embora tenha um nome semelhante, existe outro problema na cosmologia, a chamada matéria escura, que na verdade não está relacionada à energia escura, exceto na medida em que envolvem coisas que não entendemos. Cerca de 90% da massa no universo está em uma forma aparentemente invisível de matéria que chamamos de matéria escura. Essa matéria escura só pode ser medida pela força gravitacional que ela exerce sobre os objetos ao seu redor, e todas as galáxias que observamos contêm grandes halos dela, muitas vezes se estendendo por centenas de milhares de anos-luz além dos limites da matéria luminosa. Essa matéria escura é matéria real, como partículas massivas que interagem fracamente (WIMPs), ou talvez seja apenas um artefato observacional causado por uma teoria imprópria da gravidade? Qualquer cosmologista que descobrir isso seria praticamente garantido com o Prêmio Nobel, mas nenhum conseguiu.
Outro mistério é por que há muito mais matéria do que antimatéria no universo. Segundo as teorias físicas, essas formas de matéria são essencialmente equivalentes, mas a matéria convencional é observada em abundância muito maior que a antimatéria. Havia uma quantidade muito grande de ambos os tipos no universo primitivo, e eles se aniquilaram principalmente para deixar o assunto de hoje? Ou havia muito mais matéria convencional desde o início? Se você é um cosmologista, esse é o tipo de coisa que mantém você acordado à noite.
Algumas das respostas às perguntas acima podem ser derivadas do princípio antrópico - a idéia de que os valores observados eram muito diferentes, o universo seria hostil à vida e, portanto, não haveria cosmologistas para fazer essas perguntas. Outros, porém, veem o princípio antrópico como uma fuga, porque oferece uma explicação conveniente para praticamente tudo o que queremos. Existem numerosos outros problemas não resolvidos na cosmologia, relacionados à geração de massa para os neutrinos, à questão da entropia no passado distante e às condições do universo imediatamente após o Big Bang. Se você quiser saber mais, leia um livro sobre o assunto por um cosmologista respeitado.