A equipe de físicos da University College London (UCL) propôs uma nova teoria, chamada “teoria pós-quântica”, que busca unificar a gravidade e a mecânica quântica, ao mesmo tempo preservando o conceito clássico de espaço-tempo de Einstein. As teorias existentes, a quântica e a da relatividade geral, estão em conflito, e os físicos tentam conciliá-las há mais de um século.
Diante da incapacidade do modelo padrão da física de partículas de explicar a gravidade, a abordagem comum tem sido modificar ou “quantizar” a teoria da gravidade de Einstein para integrá-la à teoria quântica, como propõem as principais candidatas, a teoria das cordas e a gravidade quântica em circuito fechado, também conhecidas como teoria de tudo.
No entanto, a nova teoria apresentada por Jonathan Oppenheim e colegas desafia essa abordagem predominante, sugerindo que o espaço-tempo de Einstein pode ser clássico, não sendo de forma alguma governado pela teoria quântica.
Espaço-tempo de Einstein
A proposta, denominada “teoria pós-quântica da gravidade clássica”, diverge da abordagem convencional ao não modificar o espaço-tempo, mas sim alterar a teoria quântica. Esta modificação prevê uma quebra intrínseca na previsibilidade mediada pelo próprio espaço-tempo, resultando em flutuações aleatórias e intensas no espaço-tempo, superando as previsões da teoria quântica.
Este efeito teria uma aplicação prática mensurável: a imprevisibilidade precisa da medida do peso aparente de objetos, que nunca seria exato.
Proposta da teoria espaço-tempo
Além da proposta teórica, a equipe de físicos delineou um plano detalhado para explorar as implicações da “teoria pós-quântica da gravidade clássica” por meio de experimentos. O principal experimento sugerido envolve a medição precisa de uma massa para observar flutuações em seu peso ao longo do tempo.
Por exemplo, o Bureau Internacional de Pesos e Medidas, na França, regularmente mede uma massa de um quilograma. Se as flutuações nas medições dessa massa forem inferiores ao necessário para a consistência matemática, a teoria proposta pode ser refutada.
“Nós demonstramos que, se o espaço-tempo não tem uma natureza quântica, então deve haver flutuações aleatórias na curvatura do espaço-tempo que têm uma assinatura particular que pode ser verificada experimentalmente.
Tanto na gravidade quântica quanto na gravidade clássica o espaço-tempo deve estar passando por flutuações violentas e aleatórias ao nosso redor, mas em uma escala que ainda não fomos capazes de detectar.”
“Mas, se o espaço-tempo é clássico, as flutuações têm que ser maiores do que uma certa escala, e esta escala pode ser determinada por outro experimento onde nós testamos por quanto tempo podemos colocar um átomo pesado em superposição de estar em dois locais diferentes,” descreveu Zach Weller-Davies, um dos autores da nova teoria.
Medições
O princípio é simples, mas agora será preciso desenvolver versões ultraprecisas de duas tecnologias combinadas: A medição da massa e a medição do tempo, para tentar detectar as minúsculas flutuações aleatórias do peso de algum objeto – e garantir que esse objeto seja extremamente estável.
A nova teoria pós-quântica, recentemente proposta como uma hipótese, tem potenciais implicações além da gravidade. Ela elimina a necessidade do problemático “postulado de medição” da teoria quântica, já que as superposições quânticas se localizam, ou seja, saem da superposição, através da interação com o espaço-tempo clássico.
O postulado de medição, um dos princípios fundamentais da mecânica quântica, descreve como o ato de medir um sistema quântico afeta esse sistema. Essa teoria sugere que o efeito do observador, onde observar um sistema quântico afeta seu comportamento, não é mais necessário.
Além disso, a nova teoria pode ter implicações para buracos negros, desafiando as previsões da teoria quântica padrão. Enquanto a teoria quântica prevê que a informação de um objeto que entra em um buraco negro deve ser irradiada de volta, a nova teoria sugere que a informação pode ser destruída devido a uma quebra fundamental na previsibilidade, o que está em desacordo com as previsões da relatividade geral.
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