3.11 O enigma do lítio-7 na nucleossíntese primordial: dupla correção por recalibração de tensão e injeção de ruído de fundo

Início ／ Capítulo 3: Universo Macroscópico

I. Terminologia e escopo

Enquadramos a “baixa abundância de lítio-7” no panorama de fios de energia (Energy Threads) e mar de energia (Energy Sea). No universo inicial, as partículas instáveis generalizadas (GUP), durante sua curta vida, moldam coletivamente uma paisagem de fundo descrita como gravidade tensorial estatística (STG); ao se desintegrarem ou aniquilarem, suas pequenas ondulações residuais injetam uma textura tênue e local chamada ruído tensorial de fundo (TBN). A partir deste ponto, usaremos apenas as formas completas em português: partículas instáveis generalizadas, gravidade tensorial estatística e ruído tensorial de fundo. Também faremos referência à nucleossíntese primordial do Big Bang (BBN) e ao fundo cósmico de micro-ondas (CMB); após esta primeira menção, usaremos apenas as formas em português.

II. Lacuna observacional e desafios

1. O desvio de abundância: atmosferas de estrelas antigas e pobres em metais (planalto de Spite) mostram lítio-7 abaixo do previsto pela nucleossíntese primordial do Big Bang, com um déficit de ordem unitária, dependendo de amostras e correções.
2. “Todo o restante confere”: mantendo a mesma cosmologia e os mesmos dados de reação nuclear, a fração em massa de hélio-4 e a razão deutério/hidrogênio costumam concordar com as observações. Reduzir apenas o lítio-7 sem comprometer esses acertos é difícil.
3. Três obstáculos principais:
   • Depleção estelar: é preciso explicar um enfraquecimento amplo e de amplitude semelhante, preservando indicadores como lítio-6 e ferro.
   • Atualização de taxas nucleares: mesmo com seções de choque refinadas, raramente se reduz apenas o lítio-7.
   • Injeções precoces de nova física: destruir berílio-7 por decaimentos ou aniquilações costuma exigir espectros, abundâncias e tempos de vida afinados, sem gerar tensões com o deutério ou com o espectro do fundo cósmico de micro-ondas.

III. Mecanismo físico (“dupla correção”: recalibração de tensão + injeção de ruído de fundo)

1. Recalibração de tensão: um ajuste suave de “relógios e janelas”.
   • Ideia central: em um mar de energia denso, o grau de tensão reescala levemente o compasso relativo entre o relógio das reações microfísicas e o relógio do resfriamento. Isso corresponde a um pequeno alongamento uniforme do eixo temporal. As formas de reação e as constantes adimensionais não mudam.
   • Duas janelas críticas:
     1. Congelamento nêutron–próton na escala de segundos: o ajuste deve ser mínimo para preservar a base de hélio-4.
     2. Fase de centenas–milhares de segundos, da abertura do “gargalo do deutério” à formação de berílio-7: o berílio-7 é muito sensível ao ritmo de resfriamento e ao tempo de sobreposição reacional. Antecipar ou atrasar levemente o “liga/desliga” estreita ou desloca sua janela de produção máxima, reduzindo o rendimento líquido.
   • Analogia: a nucleossíntese primordial padrão se parece com um caldo que esfria no fogo. Recalibrar a tensão é mexer um pouco no temporizador: mesma receita, quase os mesmos passos, mas o ponto ideal chega um pouco antes ou depois.
2. Injeção de ruído de fundo: um toque esporádico, breve e seletivo para “arrematar”.
   • Origem e caráter: em um universo denso, as partículas instáveis generalizadas surgem e desaparecem rapidamente. Suas desintegrações emitem ondulações de banda larga e baixa coerência. Quase tudo se termaliza de imediato e se incorpora à história térmica. No entanto, de forma estatística, podem ocorrer microinjeções extremamente raras e bem sincronizadas.
   • Por que mira o berílio-7: injetar uma quantidade ínfima de nêutrons, ou uma faixa estreita de fótons suaves, durante a fase dominada por berílio-7 destrói esse núcleo de forma preferencial sem afetar o deutério nem o hélio-4:
     1. Via neutrônica: Be-7(n,p)Li-7 seguido de Li-7(p,α)He-4 reduz a abundância final de lítio-7.
     2. Via fotônica suave: um espectro estreito, fraco e breve explora janelas de absorção mais frágeis de Be-7/Li-7, “aparando” o berílio-7 sem “aquecer” o deutério.
   • Restrições de magnitude: intensidade e duração devem ficar muito abaixo dos limites atuais para distorções μ/y do fundo cósmico de micro-ondas e dos balanços de elementos leves; trata-se de um retoque cirúrgico, não de uma reescrita.
   • Analogia: o ensopado está pronto. Antes de tirar do fogo, um toque leve elimina apenas a bolha excedente de um ingrediente, sem alterar o sabor de base.
3. Sinergia: primeiro retemperar, depois dar um impulso mínimo.
   • Passo 1: a recalibração de tensão estreita ou desloca a janela de produção de berílio-7 e reduz o rendimento de base.
   • Passo 2: a injeção de ruído de fundo, aplicada no intervalo adjacente, corta o berílio-7 remanescente.
   • Efeito líquido: o lítio-7 cai na faixa observada, enquanto deutério e hélio-4 permanecem onde devem.

IV. Parâmetros e salvaguardas (preservando o que já funciona)

• Restrição de hélio-4: o ajuste temporal na escala de segundos é rigidamente limitado para manter a fração em massa de hélio-4.
• Restrição de deutério: janela temporal, espectro e intensidade da injeção devem evitar limiares de destruição do deutério.
• Espectro do fundo cósmico de micro-ondas: qualquer injeção permitida deve permanecer muito abaixo dos limites atuais de distorções μ/y, deixando apenas um traço fraco e provavelmente indetectável.
• Subprodutos isotópicos: monitorar pequenas variações correlacionadas em lítio-6/lítio-7 e hélio-3; se surgirem, a amplitude deve refletir um “retoque” leve, não uma grande revisão.
• Consistência cosmológica: as constantes adimensionais e a natureza das interações permanecem inalteradas. A recalibração de tensão é somente um pequeno ajuste temporal.

V. Sinais testáveis e trilhas de verificação

• Distorções quase nulas no fundo cósmico de micro-ondas: espectrômetros mais sensíveis devem apertar as margens para μ/y. O mecanismo prevê sinais abaixo dos limites atuais — muito próximos de zero, ainda que não exatamente nulos.
• Diferenças ambientais mínimas no planalto de Spite: se a recalibração de tensão for dominante, o planalto de lítio-7 poderá exibir diferenças sistemáticas muito pequenas entre ambientes em grande escala (filamentos, nós, vazios), detectáveis apenas com amostras extensas.
• Evidências colaterais de destruição de berílio-7: buscar desvios sutis e correlacionados envolvendo lítio-6/lítio-7 e hélio-3, separando cuidadosamente qualquer processamento estelar tardio.
• Fraca covariação com atividade precoce: se a injeção de ruído de fundo ocorreu, sua força estatística deve covariar fracamente com o nível de atividade do universo jovem, em linha com uma elevação difusa de fundo discutida em outras partes deste livro.

VI. Relação com propostas de referência

• Versão suavizada de cenários com injeção de novas partículas: nesses modelos, a injeção é o efeito principal e exige ajustes finos de espectros, tempos de vida e abundâncias. Aqui, o papel central cabe à recalibração de tensão (retemporização), enquanto a injeção é rebaixada a efeito secundário muito fraco, o que reduz substancialmente a pressão paramétrica.
• Complemento à depleção estelar: não se exclui uma depleção superficial moderada e tardia, mas ela não é necessária como explicação única. No máximo, refina levemente a dupla correção.
• Compatível com o aperfeiçoamento contínuo de taxas nucleares: seguir melhorando os dados de reação continua sendo útil. Com compilações recentes, admitir uma recalibração moderada mais um retoque seletivo basta para remover o “excesso renitente” de lítio-7 sem prejudicar outros êxitos.

VII. Analogia

Timer de forno + incisão de precisão. A recalibração de tensão desloca discretamente o timer, movendo a janela ideal de crescimento. A injeção de ruído de fundo faz um corte rápido antes de servir, aplainando apenas o pico elevado. O “bolo” — hélio-4 e deutério — permanece o mesmo; apenas a crista excedente de lítio-7 é nivelada.

VIII. Síntese

• Enquadramento do problema: o enigma do lítio-7 pede ajustes pontuais de temporalidade e microinjeção, não uma reescrita do universo primordial.
• Mudança principal: a recalibração de tensão adianta ou atrasa levemente o ciclo “liga/desliga” da nucleossíntese primordial e reduz, de forma preferencial, a via de berílio-7 que alimenta o lítio-7.
• Acabamento fino: o ruído tensorial de fundo, aplicado por pouco tempo e de modo seletivo no instante oportuno, reduz o berílio-7 sem perturbar o deutério nem o hélio-4.
• Coerência geral: juntas, as duas correções preservam os principais sucessos da nucleossíntese primordial e oferecem caminhos testáveis, coerentes com a cadeia causal que conecta partículas instáveis generalizadas, gravidade tensorial estatística e ruído tensorial de fundo nos capítulos vizinhos.