Espaço-tempo pode ter arco-íris de energias

Redação do Site Inovação Tecnológica -  29/01/2016

A mesma equipe já havia demonstrado que o espaço-tempo não é o mesmo para todos. [Imagem: Wikimedia/Mavrica]

Múltiplas realidades

Quando a luz branca passa através de um prisma, o arco-íris que emerge no outro lado revela uma rica paleta de cores que tem a ver com a energia dos fótons.

Agora, físicos demonstraram que os mais variados modelos do Universo já idealizados, que incluem as várias teorias quânticas da gravidade, implicam a existência de um outro tipo de arco-íris, composto por diferentes versões do espaço-tempo.

Em outras palavras, em vez de se depararem todas com uma única "realidade", as partículas de diferentes energias sentem versões ligeiramente modificadas do espaço-tempo.

Arco-íris do espaço-tempo

Quando a luz branca passa através do prisma, ela se divide porque é na verdade uma mistura de fótons de diferentes energias - e, quanto maior for a energia do fóton, mais ele é desviado pelo prisma. Assim, pode-se dizer que o arco-íris surge porque fótons de diferentes energias "sentem" o mesmo prisma como tendo propriedades ligeiramente diferentes.

A equipe do professor Jerzy Lewandowski, da Universidade de Varsóvia, na Polônia, já havia demonstrado que o espaço-tempo não é o mesmo para todas as partículas. Mas parece que o mecanismo é ainda mais genérico do que eles haviam se dado conta a princípio.

"Nós descobrimos um mecanismo verdadeiramente genérico, pelo qual o tecido do espaço-tempo sentido por uma dada partícula deve variar em função não só do seu tipo, mas até mesmo de sua energia," disse Lewandowski.

Os cálculos mostram que as partículas de diferentes energias interagem com o espaço-tempo quântico de uma forma que lembra muito o modo como os fótons de diferentes energias interagem com o prisma, gerando um "arco-íris espaçotemporal".

Há também indícios de que o espaço-tempo pode ser gerado pelo entrelaçamento quântico. [Imagem: Hirosi Ooguri]

Função beta

Enquanto o arco-íris normal de luz pode ser descrito em termos do índice de refração, o arco-íris espaçotemporal tem mais a ver com a função beta, uma medida da extensão em que a estrutura do espaço-tempo clássica, aquela que experimentamos, difere da estrutura do espaço-tempo quântica, ou seja, como ele é experimentado por partículas diferentes - em termos técnicos, a função beta reflete o grau de não-classicalidade do espaço-tempo quântico.

Nas condições clássicas, aquelas nas quais percebemos o Universo, a função beta fica próxima de zero, enquanto que, em condições verdadeiramente quânticas, seu valor fica próximo de um. Hoje, o Universo está em um estado clássico, e os cálculos apontam para uma função beta não superior a 0,01 - quanto mais próximo do Big Bang, mais a função beta se aproxima de 1.

O pequeno valor atual da função beta significa que o arco-íris do espaço-tempo é estreito demais para ser detectado experimentalmente com a tecnologia disponível. Mas pode ser possível detectar seus efeitos em experimentos como o LHC, já que ele reproduz condições muito similares às do Big Bang, diz a equipe.

Bibliografia:

Rainbow metric from quantum gravity
Mehdi Assanioussi, Andrea Dapor, Jerzy Lewandowski
Physics Letters B
Vol.: 751: 302
DOI: 10.1016/j.physletb.2015.10.043