A falta de convergência entre as leis quânticas e a gravitação permanece um problema persistente na física. Um avanço recente, materializado por uma nova equação, abre, no entanto, uma pista para aproximar estas áreas.
Os trabalhos de uma equipe de físicos concentram-se num conceito fundamental da relatividade geral: as geodésicas. Estes caminhos, que seguem naturalmente a curvatura do espaço-tempo de acordo com a massa dos objetos, poderiam ser modificados se considerarmos que o próprio espaço-tempo tem propriedades quânticas. Ao aplicar os princípios quânticos à descrição da curvatura, os investigadores desenvolveram uma nova abordagem para estes caminhos.
Representação esquemática de uma geodésica clássica e de uma q-desique num espaço-tempo curvo. A linha pontilhada mostra o desvio quântico.
Crédito: Oliver Diekmann, TU Wien Este método conduziu ao estabelecimento da equação denominada "q-desique". Ela indica que num espaço-tempo quântico, as partículas não seguem exatamente os caminhos mais curtos previstos pela teoria clássica. Desvios muito subtis aparecem nas suas trajetórias. Este resultado abre a possibilidade, em princípio, de detetar efeitos quânticos ao observar o movimento de objetos livres no espaço.
Estas diferenças são extremamente fracas quando consideramos apenas a gravidade de um corpo, em escalas demasiado pequenas para serem medidas. No entanto, a equação dá uma volta interessante quando nela se integra a constante cosmológica, associada à expansão acelerada do Universo. Neste caso, os desvios entre as trajetórias clássicas e quânticas tornam-se significativos a distâncias cosmológicas muito grandes.
Assim, em escalas da ordem de vários milhares de milhões de anos-luz, as previsões desta nova equação poderiam diferir notavelmente das da relatividade geral padrão. Esta equação poderia permitir interpretar também algumas observações astronómicas, como a velocidade de rotação das galáxias espirais. Ela representa um passo em direção a testes observacionais possíveis para as teorias de gravidade quântica.
O estudo, publicado na
Physical Review D, propõe mais do que um quadro teórico. Identifica um efeito observável potencial que poderia ajudar a distinguir entre diferentes abordagens que procuram unificar a física quântica e a gravitação. Os investigadores esperam que desenvolvimentos posteriores permitam refinar estas previsões e confrontá-las com os dados do cosmos.
Fonte: Physical Review D