A gravidade quântica é um dos maiores desafios da física teórica. Ela busca unificar a mecânica quântica, que descreve o comportamento das partículas subatômicas, com a relatividade geral, que descreve a gravidade como uma curvatura do espaço-tempo. Essas duas teorias são muito bem sucedidas em seus respectivos domínios, mas entram em conflito quando se trata de situações extremas, como o interior de um buraco negro ou o início do universo.
Uma das dificuldades em construir uma teoria da gravidade quântica é que não há dados experimentais que possam orientar os físicos. As energias e as escalas necessárias para testar os efeitos quânticos da gravidade são inacessíveis aos aceleradores de partículas atuais. Por isso, os físicos se baseiam em princípios teóricos, como a simplicidade, a elegância e a simetria, para tentar encontrar uma teoria consistente e completa.
Existem várias abordagens para a gravidade quântica, cada uma com suas vantagens e desvantagens. Algumas das mais conhecidas são:
– A teoria das cordas: propõe que as partículas elementares são na verdade vibrações de cordas unidimensionais em um espaço-tempo de 10 ou 11 dimensões. Essa teoria consegue incorporar a gravidade como uma das vibrações das cordas, mas ainda não tem uma formulação matemática definitiva nem uma conexão clara com o mundo observável.
– A gravidade quântica em loop: propõe que o espaço-tempo é formado por redes discretas de laços quânticos, que representam os grávitons, as partículas hipotéticas da gravidade. Essa teoria evita os problemas de infinitos e singularidades da relatividade geral, mas ainda não consegue reproduzir o limite clássico nem incorporar as outras forças da natureza.
– A gravidade quântica causal: propõe que o espaço-tempo é formado por uma rede aleatória de eventos causais, que preservam a ordem temporal entre eles. Essa teoria é baseada em princípios simples e gerais, mas ainda não tem uma descrição dinâmica nem uma relação com a mecânica quântica.
A gravidade quântica é um campo muito ativo e fascinante da física, que busca entender como a gravidade se comporta no nível das partículas subatômicas. Há muitas pesquisas em andamento sobre esse tema, mas algumas das últimas descobertas que podem ser interessantes são:
- Em outubro de 2022, o Prêmio Nobel de Física foi concedido a Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger, por seus experimentos pioneiros sobre o entrelaçamento quântico, um fenômeno que mostra que duas partículas podem se influenciar instantaneamente mesmo estando separadas por grandes distâncias. O entrelaçamento quântico é uma das propriedades mais estranhas e intrigantes da mecânica quântica, e pode ter aplicações em computação quântica, criptografia quântica e comunicação quântica1.
- Em maio de 2023, um grupo de físicos publicou um artigo que sugere que o universo pode ser descrito como um holograma, ou seja, uma projeção de uma dimensão mais alta. Essa ideia se baseia no princípio holográfico, que afirma que a informação contida em uma região do espaço pode ser codificada em sua fronteira. O artigo mostra como essa abordagem pode explicar como a gravidade surge no mundo quântico, e como ela se relaciona com as outras forças da natureza2.
- Em junho de 2023, outro grupo de físicos propôs que as ondas gravitacionais, as ondulações no espaço-tempo causadas por eventos cósmicos violentos, como a colisão de buracos negros, podem revelar evidências da gravidade quântica. Eles desenvolveram ferramentas matemáticas para detectar possíveis desvios da Teoria da Relatividade Geral de Einstein nas ondas gravitacionais observadas pelos detectores LIGO e Virgo. Esses desvios poderiam indicar a existência de efeitos quânticos na gravidade, como a quantização do espaço-tempo ou a emissão de grávitons3.
Essas são apenas algumas das possíveis teorias da gravidade quântica, mas há muitas outras sendo estudadas e desenvolvidas. Ainda não se sabe qual delas, se alguma, é a correta, ou se há uma única teoria que possa descrever todos os aspectos da natureza. A gravidade quântica é um campo fascinante e misterioso, que promete revelar novos aspectos da realidade e do nosso conhecimento.
Origem: conversa com o Bing, 13/06/2023
(1) BREVE INTRODUÇÃO À GRAVIDADE QUÂNTICA – Revista Gestão Universitária. http://www.gestaouniversitaria.com.br/artigos/breve-introducao-a-gravidade-quantica.
(2) Gravitação quântica – Wikipédia, a enciclopédia livre. https://pt.wikipedia.org/wiki/Gravita%C3%A7%C3%A3o_qu%C3%A2ntica.
(3) O que é Gravidade Quântica? – Gaia Ciência | Divulgação Científica. https://gaiaciencia.com.br/o-que-e-gravidade-quantica-espaco–fisica.
(4) BREVE INTRODUÇÃO À GRAVIDADE QUÂNTICA – Revista Partes. https://www.partes.com.br/2020/09/13/breve-introducao-a-gravidade-quantica/.
