Novas observações reforçam modelos da gravidade quântica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/06/2023

A maior explosão já vista no Universo foi uma explosão de raios gama.
[Imagem: Nasa/Swift/Cruz deWilde]

Raios gama e neutrinos

Astrônomos encontraram o que eles acreditam ser os primeiros indícios do comportamento quântico da gravidade.

Detectar se a força da gravidade é quântica ou não é considerada uma das importantes tarefas não resolvidas da ciência, já que criaria uma ponte entre as até agora irreconciliáveis Mecânica Quântica e Teoria da Relatividade.

Giovanni Camelia e seus colegas das universidades de Nápoles (Itália), Breslávia (Polônia) e Bergen (Noruega) estão tentando descobrir como a velocidade das partículas ultra-relativísticas muda à medida que sua energia aumenta, o que é parte de um modelo teórico de gravidade quântica.

A teoria diz que essa interação é incrivelmente fraca, devido à razão entre a energia das partículas e a escala de Planck. No entanto, ao observar fontes astrofísicas muito distantes, esse efeito pode se acumular e se tornar mensurável, e trazer informações sobre o próprio tecido do espaço-tempo.

Há propostas de que o espaço pode ser formado por "átomos de espaço", mas também há quem acredite que a unidade fundamental do Universo não é onda e nem partícula.
[Imagem: T. Thiemann/FAU Erlangen]

Ponto para a gravidade quântica

Para investigar isso, os pesquisadores analisaram rajadas de raios gama - que têm mais energia do que as supernovas - registradas pelo telescópio Fermi e neutrinos de energia ultra-alta detectados pelo Observatório de Neutrinos IceCube. O objetivo era testar a hipótese de que certos neutrinos e as rajadas de raios gama compartilham uma origem comum, mas são observados em momentos diferentes devido à diminuição da velocidade dependente da energia.

"Ao fundir dados do IceCube e do Fermi, descobrimos indicações preliminares que dão suporte a modelos de gravidade quântica que antecipam esse fenômeno. Isso representa um avanço notável no campo da investigação da gravidade quântica, já que marca a instância inicial de descoberta de evidências estatísticas que apoiam a gravidade quântica nesse nível," afirmou o professor Giovanni.

O pesquisador se refere a "indicações preliminares" porque as rajadas de raios gama são muito raras, e detectar neutrinos é igualmente tão raro que já foi considerada uma tarefa impossível.

"Embora esses resultados sejam preliminares, eles estabelecem uma base robusta para a realização de explorações mais profundas à medida que coletamos dados adicionais dos nossos telescópios de raios gama e de neutrinos," acrescentou Giovanni.

Alguns físicos acreditam que o espaço-tempo não é o mesmo para todos.
[Imagem: Faculty of Physics/University of Warsaw]

Tecido do espaço-tempo

O IceCube já havia identificado neutrinos que se originam de aceleradores cósmicos, e a precisão desses dados vem aumentando ano a ano, conforme o observatório coleta mais dados.

"Descobrimos agora que há poucas evidências de neutrinos sendo acelerados por propriedades quânticas do espaço-tempo, enquanto as evidências de neutrinos sendo desacelerados pelo espaço-tempo quântico são ainda mais fortes do que determinado anteriormente. Nossas estimativas mais conservadoras encontram uma probabilidade de alarme falso de menos de 1% para esses 'neutrinos lentos', fornecendo motivação para estudos futuros em amostras de dados maiores," concluiu a equipe.

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