“Flashes” quânticos pode estar gerando nossa gravidade

Por , em 26.09.2017

Desde meados do século XX, duas teorias da física ofereceram modelos poderosos, ainda que incompatíveis, do universo físico.

A relatividade geral traz espaço e tempo juntos à (posterior) amálgama espaço-tempo, cuja curvatura é a gravidade. Ela se aplica muito bem em grandes escalas, como no espaço interplanetário ou interestelar.

Mas basta focar-se no âmbito subatômico e as coisas já começam a ficar estranhas. O mero ato de observar as interações altera o comportamento do que é (segundo se presume) totalmente independente da observação. Nessas situações, precisamos da teoria quântica para nos ajudar a entender o todo.

Matemática incompatível

Embora os cientistas tenham feito algumas tentativas notáveis ​​para reunir essas teorias distantes, a saber, a teoria das cordas, a matemática por trás delas permanece incompatível.

No entanto, uma nova pesquisa de Antoine Tilloy, do Instituto Max Planck de Ótica Quântica em Garching, na Alemanha, sugere que a gravidade pode ser um atributo de flutuações aleatórias no nível quântico, o que suplantaria a gravidade como um fundamento e nos colocaria a caminho de uma teoria unificada do universo físico.

Na teoria quântica, o estado de uma partícula é descrito pela sua função de onda. Esta função permite que os teóricos prevejam a probabilidade de uma partícula estar num ou noutro local.

No entanto, antes que o ato de verificá-lo seja feito por meio da medição, ninguém tem certeza de onde a partícula estará, ou mesmo se ela existe. Em termos científicos, o ato de observação “colapsa” a função de onda.

Lacunas da mecânica quântica

Aqui está a grande questão da mecânica quântica: ela não define o que é uma medida. Quem – ou o que – é um observador? Um humano consciente?

Agrupando todas as explicações aos fenômenos observados, estamos presos a paradoxos como o do gato de Schrödinger, o que nos convida a considerar as possibilidades iguais de que um gato numa caixa está, até onde se pode saber, simultaneamente morto e vivo ali dentro e permanecerá como tal até que levantemos a tampa.

Uma tentativa de resolver o paradoxo é o modelo Ghirardi-Rimini-Weber (GRW), desenvolvido ao fim dos anos 80. Ele incorpora “flashes” aleatórios que podem fazer com que as funções da onda em sistemas quânticos entrem em colapso espontâneo.

Isso pretende deixar o resultado mais claro, pela interferência da observação humana.

Tilloy interviu com este modelo para estender a teoria quântica de modo a englobar, nela, a gravidade. Quando um flash colapsa uma função de onda, e a partícula atinge sua posição final, um campo gravitacional aparece naquele momento preciso no espaço-tempo.

Em uma escala suficientemente grande, os sistemas quânticos têm muitas partículas atravessando inúmeros flashes.

De acordo com a teoria de Tilloy, isso cria um campo gravitacional flutuante, e o campo gravitacional produzido pela média dessas flutuações é compatível com a teoria da gravidade de Newton.

Teoria “semiclássica”

Se a gravidade vem de processos quânticos, mas, no entanto, comporta-se de modo clássico (ou newtoniana), o que temos é uma teoria “semiclássica”.

No entanto, Klaus Hornberger, da Universidade de Duisberg-Essen, na Alemanha, adverte ao mundo científico que outros problemas devem ser abordados antes que a solução semiclássica de Tilloy possa ser considerada seriamente como uma teoria que unifica forças fundamentais subjacentes a todas as leis físicas modernas.

Ela se enquadra na teoria da gravidade de Newton, mas Tilloy ainda está trabalhando para demonstrar que a teoria quântica também descreve a gravidade sob a teoria da relatividade geral de Einstein.

Com seu grande poder explicativo, a física é uma das disciplinas científicas mais excitantes. Mas a chave para teorias unificadas na física é a paciência.

Tal como acontece com o gato de Schrödinger, a vontade de saber não consegue, sozinha, preencher as lacunas do que simplesmente não conhecemos.

Este artigo foi originalmente publicado pela Futurism. [ScienceAlert]

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