No cenário em evolução da física, a busca pela unificação da mecânica quântica e da relatividade geral tem sido um desafio significativo há muito tempo. A introdução da ‘teoria pós-quântica da gravidade clássica’ marca um desenvolvimento crucial neste campo. Divergindo das abordagens tradicionais, esta teoria não quantiza o espaço-tempo, um aspecto fundamental que a diferencia de seus predecessores, a teoria das cordas e a gravidade quântica em loop.
A essência desta nova teoria está em sua abordagem para preencher a lacuna entre os dois pilares da física moderna. Historicamente, a integração da mecânica quântica e da relatividade geral enfrentou incompatibilidades matemáticas. A mecânica quântica opera nos princípios de probabilidade e incerteza no nível subatômico, enquanto a relatividade geral governa as vastas escalas do espaço-tempo com leis determinísticas. A teoria pós-quântica propõe uma mudança radical ao alterar a estrutura da mecânica quântica, sugerindo que o espaço-tempo permanece clássico e contínuo. Este conceito desafia a suposição de longa data de que o espaço-tempo deve ser feito de passos discretos e quantizados.
O professor Jonathan Oppenheim, do University College London, enfatiza a importância de resolver a contradição entre a teoria quântica e a teoria da relatividade geral de Einstein. A introdução de uma teoria fundamental consistente, onde o espaço-tempo não é quantizado, abre novos caminhos de exploração e compreensão no campo.
Testes e Implicações da Teoria
O aspecto prático desta teoria está em sua testabilidade, um fator crucial para sua validação ou refutação. Um segundo artigo publicado na Nature Communications descreve um método para testar empiricamente a teoria. Medindo a massa e o peso de um objeto com alta precisão, os pesquisadores pretendem determinar se o espaço-tempo é realmente clássico como proposto. Este método depende do conceito de que, em um framework de espaço-tempo clássico, haveria flutuações violentas e aleatórias na curvatura do espaço-tempo. Essas flutuações se manifestariam como pequenas, mas mensuráveis, mudanças no peso dos objetos ao longo do tempo. A falha em detectar essas mudanças desafiaria a validade da teoria pós-quântica.
Zach Weller-Davies, coautor do estudo, elabora sobre a diferença nas flutuações do espaço-tempo entre as perspectivas quântica e clássica. Em ambas as teorias, o espaço-tempo está sujeito a flutuações constantes, mas a escala dessas flutuações é crucial. Se o espaço-tempo for clássico, essas flutuações seriam maiores que um certo limiar, detectáveis em experimentos testando a duração que um átomo pesado pode permanecer em uma superposição de estar em dois locais diferentes.
A viabilidade de realizar esses testes está ao alcance, com alguns pesquisadores estimando a possibilidade de conduzi-los nas próximas duas décadas. Este prazo é crítico, não apenas para a comunidade científica, mas também no contexto de uma aposta amigável entre físicos proeminentes. O professor Oppenheim, junto com o professor Carlo Rovelli e o Dr. Geoff Penington, defensores da gravidade quântica em loop e da teoria das cordas, respectivamente, têm uma aposta sobre a natureza do espaço-tempo, com chances de 5.000 para 1 a favor de sua natureza quantizada.
O artigo principal detalhando a teoria pós-quântica da gravidade clássica é publicado no Physical Review X. Essa teoria, se comprovada, poderia alterar significativamente nosso entendimento da natureza fundamental do universo, potencialmente levando a uma nova era na física teórica.
