quinta-feira, 10 de julho de 2008

Gravitação quântica

Gravidade Quântica é o campo da física teórica que busca unificar a teoria da mecânica quântica, a qual descreve três das forças fundamentais, com a relatividade geral, a teoria da quarta força fundamental: gravidade. O desafio final de alguns é um arcabouço unificado de todas as forças fundamentais — uma teoria do tudo.

Muito da dificuldade em se fundir estas teorias originam-se das hipóteses radicalmente diferentes que estas teorias utilizam para explicar como nosso universo funciona. Teoria de campo quântico baseia-se em campo de partículas embutidas em espaço tempo da relatividade restrita. Relatividade geral modela a gravidade como uma curvatura no espaço-tempo que afeta o movimento das massas. O caminho mais obvio para combinar estas duas (que é tratar a gravidade como simplesmente outro campo partícula) conduz rapidamente para aquilo que conhecemos como problema da renormalização. Partículas de gravidade devem atrair-se mutuamente, somando juntas todas as interações, resultando em muitos valores infinitos os quais não podem ser facilmente cancelados sem ajuste sensível. Isto contrasta com a eletrodinâmica quântica onde algumas vezes atinge resultados infinitos, mas estes são bem poucos para serem removidos via renormalização.

Ambos mecânica quântica e relatividade geral tem sido altamente bem sucedidas. Infelizmente, a energia e condições na qual a gravitação quântica se torna importante são inacessíveis aos experimentos laboratoriais atuais. O resultado disto é que não há dados observacionais que possam prover qualquer auxilio para combinar as duas.

A abordagem geral tomada na geração de uma teoria quântica da gravidade é assumir que o a teoria em questão será simples e elegante e então procurar nas teorias atuais por simetrias e dicas de como combiná-las elegantemente em uma teoria mais abrangente. Um problema com esta abordagem é que ela não sabemos se ela será uma teoria simples e elegante.

Tal teoria é necessária no sentido de compreender problemas onde estão envolvidos uma combinação de grandes massas e energias, onde se tem dimensões espaciais muito reduzidas, tais como o comportamento de buracos negros, e a origem do universo.

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