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Explicando a gravidade sem a teoria das cordas
A partir de hoje, os físicos têm sérias dificuldades para reconciliar as duas teorias para explicar a gravidade na maior e na menor escala.
Por Radboud University - 06/11/2020


Domínio público

Durante décadas, a maioria dos físicos concordou que a teoria das cordas é o elo perdido entre a teoria da relatividade geral de Einstein, que descreve as leis da natureza em maior escala, e a mecânica quântica, que as descreve em menor escala. No entanto, uma colaboração internacional liderada por físicos de Radboud agora forneceu evidências convincentes de que a teoria das cordas não é a única teoria que poderia formar o elo. Eles demonstraram que é possível construir uma teoria da gravidade quântica que obedeça a todas as leis fundamentais da física, sem cordas. Eles descreveram suas descobertas em Physical Review Letters na semana passada.

Quando observamos a gravidade em ação em nosso universo, como o movimento dos planetas ou a luz passando perto de um buraco negro, tudo parece seguir as leis escritas por Einstein em sua teoria da relatividade geral . Por outro lado, a mecânica quântica é uma teoria que descreve as propriedades físicas da natureza na menor escala de átomos e partículas subatômicas . Embora essas duas teorias nos tenham permitido explicar todos os fenômenos físicos fundamentais observados, elas também se contradizem. A partir de hoje, os físicos têm sérias dificuldades para reconciliar as duas teorias para explicar a gravidade na maior e na menor escala.

Sem condições

Na década de 1970, os físicos propuseram um novo conjunto de princípios da física para resolver esse problema, estendendo as leis propostas pela teoria da relatividade geral. De acordo com essa chamada " teoria das cordas " , tudo ao nosso redor é formado não por partículas pontuais, mas por cordas: objetos unidimensionais que vibram. Desde a sua introdução, a teoria das cordas tem sido a estrutura teórica mais difundida que se acredita completar a teoria geral da relatividade de Einstein em uma teoria da gravidade quântica.

No entanto, uma nova demonstração de físicos teóricos da Radboud University agora mostra que a teoria das cordas não é a única maneira de fazer isso. "Mostramos que ainda é possível explicar a gravidade usando a mecânica quântica sem usar as leis da teoria das cordas", diz o físico teórico Frank Saueressig. "Demonstramos que a ideia de que tudo consiste em partículas pontuais ainda pode se encaixar com a gravidade quântica, sem incluir cordas. Essa estrutura da física de partículas também é verificada experimentalmente, por exemplo, no Large Hadron Collider (LHC) no CERN."

Visto em experimentos

"Para os cientistas, essa teoria alternativa é atraente porque tem sido extremamente difícil conectar a teoria das cordas aos experimentos. Nossa ideia usa os princípios físicos que já foram testados experimentalmente. Em outras palavras: ninguém jamais observou cordas em experimentos, mas as partículas são coisas que as pessoas definitivamente veem nos experimentos do LHC. Isso nos permite preencher a lacuna entre as previsões teóricas e os experimentos com mais facilidade. "

Apenas um conjunto de leis

Depois de ter demonstrado que suas ideias são capazes de resolver problemas de longa data na física de partículas, o consórcio está explorando as implicações resultantes de suas novas leis no nível dos buracos negros. "Afinal, há apenas um conjunto de leis da natureza e este conjunto deve ser capaz de se aplicar a todos os tipos de questões, incluindo o que acontece quando colidimos partículas com energias fantasticamente altas ou o que acontece quando as partículas caem em um buraco negro. ser fantástico demonstrar que existe realmente uma ligação entre essas questões aparentemente desconexas que permite resolver os quebra-cabeças que aparecem em ambos os lados. "

 

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