Astrofísico “conserta” a relatividade geral de Einstein
Albert Einstein era inegavelmente um gênio, e sua teoria geral da relatividade, que surgiu como uma resposta moderna à teoria universal da gravidade de Newton no século 21, foi revolucionária. Entretanto, o próprio Einstein reconhecia que sua teoria tinha limitações.
Ela pode ser comparada a um carro usado comprado com o primeiro salário; adequado para uso diário, mas se forçado demais ou confrontado com complexidades quânticas, começa a mostrar falhas.
Hamidreza Fazlollahi, um estudante de pós-graduação em astrofísica na Universidade da Amizade dos Povos da Rússia, propõe uma análise detalhada dos fundamentos da teoria para identificar elementos desnecessários.
Ele sugere que, ao eliminar um princípio que mantém uma propriedade matemática específica relacionada à energia e ao momento, a teoria geral da relatividade poderia enfrentar mais desafios com sucesso.
A gravidade é conhecida como a força que faz com que as massas se atraiam. Isso inclui uma variedade de fenômenos, desde galáxias se fundindo até uma maçã caindo de uma árvore. Um modelo eficaz de gravidade deve explicar essas atrações.
Contudo, tal modelo também deve funcionar em um universo onde cargas iguais se repelem, explicar a forte ligação dentro dos núcleos atômicos, ou a transformação espontânea de nêutrons em prótons. Deve ainda ser válido em cenários onde a densidade da massa ou a compactação do espaço-tempo é tão extrema que nem mesmo a luz pode escapar.
Mas, apesar de suas competências, a relatividade geral não está totalmente equipada para essas tarefas.
“A questão da não-renormalizabilidade da gravidade de Einstein é bem conhecida. Isso levou a inúmeras tentativas de reinterpretá-la como uma teoria de baixa energia”, afirma Fazlollahi.
A renormalização é uma técnica utilizada por físicos para eliminar valores infinitos nos campos quânticos. Quando modelos teóricos levam a padrões repetitivos infinitamente, a aplicação dessas técnicas pode torná-los mais compreensíveis.
No entanto, a relatividade geral complica esse processo. O amplo e ondulante espaço-tempo que descreve não se harmoniza com a natureza granular da mecânica quântica, levando a uma mistura incompatível de teorias físicas onde uma teoria unificada seria mais lógica.
Felizmente, a versão de Einstein da relatividade geral baseava-se em certas premissas. Embora houvesse razões válidas para essas suposições, o universo pode não necessariamente aderir a elas.
Um pressuposto chave da relatividade geral é a consistência da curvatura do espaço-tempo com a conservação de energia e momento. Basicamente, viajar pelo espaço-tempo não deveria impactar sua energia ou velocidade, a menos que forças externas interviessem.
Esta premissa se sustenta em um universo uniforme e vazio. No entanto, nosso universo é rico e complexo, repleto de galáxias, elétrons e partículas que surgem e desaparecem.
Em 1976, o físico inglês Peter Rastall propôs um modelo de gravidade ligeiramente diferente. Sua teoria sugeriu uma relação mais intrincada entre a matéria e a curvatura do espaço-tempo, proporcionando flexibilidade à lei padrão de conservação de energia e momento.
Seguindo uma abordagem semelhante, mas única, Fazlollahi recorreu à termodinâmica relativística, que lida com a troca de energia em condições extremas. Ele explorou transformações de energia e momento que refletem equações usadas na relatividade geral.
Seu trabalho introduz uma nova maneira de representar a emergência da gravidade a partir do espaço-tempo curvo, abandonando algumas premissas fundamentais, mantendo-se útil para fenômenos como a expansão do universo.
Apesar de suas forças, é claro que o conceito revolucionário de Einstein tem suas falhas. Na busca para entender o universo, manter-se excessivamente conservador pode impedir o progresso. [Science Alert]
