O que é a gravidade quântica? Os cientistas acham que pode explicar o início do nosso universo

Clique para o próximo artigo Uma ilustração mostra a matéria correndo de uma singularidade no início dos tempos durante o Big Bang. (Crédito de imagem: Robert Lea (criado com Canva)) Copiar link Facebook X Whatsapp Reddit Pinterest Flipboard Email Partilhe este artigo 0 Junte-se à conversa Siga-nos Adicione-nos como uma fonte preferida no Google Newsletter Subscreva a nossa newsletter Os cientistas redefiniram a gravidade para explicar o Big Bang e talvez alterar a nossa imagem dos primeiros momentos do cosmos. Este novo quadro de "gravidade quântica" pode explicar aspectos do Big Bang que a teoria da gravidade de Albert Einstein em 1915, a relatividade geral, não consegue explicar — talvez até mesmo acabar com o conceito desafiador de uma singularidade existente antes do amanhecer do universo. Provar o conceito de gravidade quântica é algo de um Santo Graal para os físicos, uma vez que ele ponteia a lacuna entre a explicação que temos do universo em vastas escalas cósmicas (relatividade geral) e em pequenas escalas (física quântica). No entanto, a relatividade geral não falha apenas em pequenas escalas; a teoria também colapsa ao tentar explicar as condições extremas de alta energia que existiam durante os primeiros momentos do universo. Para contornar esta questão, uma equipe de pesquisadores, liderada por Niayesh Afshordi, professor de física e astronomia da Universidade de Waterloo e do Instituto Perímetro, explorou uma teoria chamada Gravidade Quântica Quadratica. Ao que parece, esta teoria parece funcionar mesmo ao explicar o nascimento de alta densidade e alta temperatura do cosmos. "A relatividade geral funciona extraordinariamente bem em muitas configurações, mas quando a corremos de volta ao Big Bang, e a aplicamos ao interior dos buracos negros, ela prediz uma singularidade: um momento em que a densidade, a curvatura e a temperatura se tornam formalmente infinitas. Isso geralmente é um sinal de que a teoria está sendo empurrada para além de onde pode ser confiável", Afshordi disse Space.com. "Em outras palavras, a relatividade geral é provavelmente incompleta para descrever os primeiros momentos do universo, quando os efeitos quânticos também devem importar. " Expandindo a imagem padrão da relatividade geralAfshordi explicou que na imagem padrão do Big Bang, os cientistas geralmente começam com a teoria da gravidade de Einstein, então adicionam ingredientes extras para explicar os primeiros momentos do universo, mais notavelmente um hipotético "campo de inflação" para explicar a rápida expansão inicial do cosmos. " Nossa abordagem pergunta se algum desse comportamento do universo precoce poderia vir diretamente da própria gravidade, uma vez que a gravidade é estendida de uma forma que permanece melhor comportada em energias extremamente elevadas", disse. "Então, em vez de tratar o Big Bang como um ponto em que nossas equações falham e, em seguida, remendando isso com suposições adicionais, estudamos uma teoria em que a gravidade já contém os ingredientes necessários para descrever essa fase ultra-inicial mais consistentemente. Isto é o que os físicos chamam de uma conclusão ultravioleta: uma teoria que permanece completa e autoconsistente mesmo em energias arbitrariamente elevadas. "A extensão quântica da gravidade da equipe recupera um modelo de inflação cósmica precoce, ao mesmo tempo que potencialmente remove o conceito preocupante de uma singularidade inicial. " Nosso modelo oferece um ajuste muito bom aos dados atuais, em alguns casos melhor do que muitos modelos inflacionários padrão", disse Afshordi. "O que mais me surpreendeu foi como naturalmente uma fase inflacionária surgiu quando a teoria foi tratada em um quadro consistente de alta energia, ou ultravioleta completo. Muitas vezes pensamos na inflação como algo que deve ser adicionado em cima da gravidade, por isso é impressionante que ela possa, em vez disso, surgir da própria gravidade. Mais amplamente, foi encorajador ver que uma extensão relativamente mínima da teoria de Einstein já poderia ir um longo caminho para resolver o problema profundo de nossas origens cósmicas." Uma ilustração retrata a rápida expansão do cosmos desde o Big Bang. , um remanescente da primeira luz do universo. "Estas estão entre as poucas sondas que podem nos dizer diretamente sobre física em tempos extremamente precoces", disse Afshordi. "Se observações futuras detectarem o padrão correto de ondas gravitacionais primordiais, ou outras impressões distintivas no CMB, isso poderia fornecer uma maneira de testar se esta imagem do universo primitivo está correta, ou se uma explicação mais convencional é necessária. "A pesquisa da equipe foi publicada na revista Physical Review Letters. Ver Mais Você deve confirmar seu nome de exibição público antes de comentar Por favor, faça logout e, em seguida, faça login novamente, você será solicitado a inserir seu nome de exibição. Logout Robert LeaSenior EscritorRobert Lea é um jornalista de ciência no Reino Unido. cujos artigos foram publicados na revista Physics World, New Scientist, Astronomy Magazine, All About Space, Newsweek e ZME Science. Ele também escreve sobre a comunicação científica para Elsevier e o Jornal Europeu de Física. Rob é bacharel em física e astronomia pela Universidade Aberta do Reino Unido. Siga-o no Twitter @sciencef1rst.