Nova teoria da gravidade reacende sonho da Teoria de Tudo

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Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/05/2025

Teoria de Tudo

Uma teoria que combina a gravidade com as outras for?as fundamentais - o eletromagnetismo e as for?as nucleares forte e fraca - pode finalmente estar ao nosso alcance.

Incorporar a for?a gravitacional ao modelo padr?o da f?sica tem sido o objetivo de gera??es de f?sicos, que tentam sem sucesso conciliar a incompatibilidade da teoria da gravidade de Einstein com a teoria qu?ntica de campos.

Mikko Partanen e Jukka Tulkki, da Universidade de Aalto, na Finl?ndia, que j? haviam feito hist?ria solucionando um paradoxo da luz, desenvolveram uma nova teoria que descreve a gravidade de um modo que ? compat?vel com o modelo padr?o da f?sica de part?culas, abrindo caminho para uma melhor compreens?o de como o Universo come?ou.

Embora o mundo da f?sica te?rica possa parecer distante da tecnologia aplic?vel, ? bom n?o esquecer que a tecnologia moderna se baseia em avan?os fundamentais como este - por exemplo, o GPS do seu celular foi criado gra?as ? teoria da gravidade de Einstein.

"Se isso levar a uma teoria qu?ntica de campo da gravidade completa, eventualmente ela dar? respostas aos problemas muito dif?ceis de compreender das singularidades nos buracos negros e o Big Bang," disse Partanen. "Uma teoria que descreve coerentemente todas as for?as fundamentais da natureza ? frequentemente chamada de Teoria de Tudo. Algumas quest?es fundamentais da f?sica ainda permanecem sem resposta. Por exemplo, as teorias atuais ainda n?o explicam por que h? mais mat?ria do que antimat?ria no Universo observ?vel."

Teorias de calibre

A chave para o avan?o da nossa compreens?o do Universo envolve encontrar uma maneira de descrever a gravidade em uma teoria de calibre adequada - um tipo de teoria em que as part?culas interagem umas com as outras por meio de um campo.

"O campo de calibre mais conhecido ? o campo eletromagn?tico. Quando part?culas eletricamente carregadas interagem entre si, elas interagem por meio do campo eletromagn?tico, que ? o campo de calibre pertinente," explicou Tulkki. "Ent?o, quando temos part?culas que t?m energia, as intera??es que elas t?m, simplesmente por terem energia, aconteceriam por meio do campo gravitacional."

Mas falta encontrar uma teoria de calibre da gravidade que seja compat?vel com as teorias de calibre das outras tr?s for?as fundamentais - a for?a eletromagn?tica, a for?a nuclear fraca e a for?a nuclear forte. O modelo padr?o da f?sica de part?culas ? uma teoria de calibre que descreve essas tr?s for?as e possui certas simetrias. "A ideia principal ? ter uma teoria de calibre da gravidade com uma simetria semelhante ?s simetrias do modelo padr?o, em vez de basear a teoria no tipo muito diferente de simetria espa?o-temporal da relatividade geral," detalhou Partanen.

N?o ? s? um buraco te?rico: Uma teoria qu?ntica da gravidade ? necess?ria para explicar in?meros eventos cosmol?gicos, nos quais est?o presentes um campo gravitacional e altas energias. Nos exemplos mais extremos, essas s?o as condi??es em torno dos buracos negros e no Universo primordial, logo ap?s o Big Bang, e nessas chamadas singularidades as teorias existentes na f?sica deixam de funcionar.

Renormaliza??o

Os dois f?sicos descobriram uma nova abordagem baseada na simetria para a teoria da gravidade, e acabam de publicar suas equa??es e c?lculos, que agora est?o sendo analisados pela comunidade cient?fica mundial.

Embora a teoria seja promissora, a dupla ressalta que ainda n?o concluiu sua demonstra??o, e est? apresentando apenas os resultados preliminares. A teoria utiliza um procedimento t?cnico conhecido como renormaliza??o, uma forma matem?tica de lidar com infinitos que aparecem nos c?lculos. At? agora, Partanen e Tulkki demonstraram que isso funciona at? certo ponto - para os chamados termos de "primeira ordem", mas precisam garantir que os infinitos possam ser eliminados ao longo de todo o c?lculo.

"Se a renormaliza??o n?o funcionar para termos de ordem superior, obteremos resultados infinitos. Portanto, ? vital mostrar que essa renormaliza??o continua funcionando," disse Tulkki. "Ainda precisamos fazer uma demonstra??o completa, mas acreditamos que ? muito prov?vel que tenhamos sucesso."

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