O estudo das ondas gravitacionais pode ajudar a encontrar outras dimensões
Se outras dimensões existem, então elas se manifestam por meio de ondas gravitacionais, dizem os físicos do Instituto Alemão Max Planck.
Eles realizaram cálculos que mostram exatamente como as ondas gravitacionais deveriam se comportar se outras dimensões no universo realmente existissem. E eles se propõem a realizar uma série de experimentos que irão provar ou refutar essas suposições.
A nova hipótese também oferece uma solução para um dos mistérios mais importantes da física moderna - por que a gravidade é mais fraca do que o resto das forças fundamentais da natureza. Assim, a nova teoria sugere que a gravidade "vaza" para outras dimensões que ainda não registramos.
O físico Gustavo Lucena Gomez acredita que as ondas gravitacionais podem ser a chave para a compreensão do universo
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À primeira vista, o universo parece bastante lógico quando visto em termos de quatro dimensões - comprimento, largura e altura, bem como tempo. No entanto, os físicos teóricos há muito previram que poderia haver outras dimensões. Em particular, a famosa teoria das cordas assume que existem 10 dimensões.
Experimentos com partículas mostram que as seis dimensões ausentes no modelo tradicional podem ajudar a entender melhor alguns dos processos.
Além disso, a teoria das cordas não é fácil de descartar, pois promete uma reconciliação entre a física clássica e quântica.
A teoria das cordas sugere que os quarks - as menores partículas que podemos detectar - são na verdade compostos de partículas ainda menores - partículas de energia que parecem cordas vibrantes.
São essas "cordas" que podem explicar a natureza das forças que são fundamentais no Universo, mas não receberam uma interpretação na física moderna. Por exemplo, gravidade, eletromagnetismo e interação nuclear.
O principal problema é que a descrição matemática de "cordas" envolve pelo menos 10 dimensões físicas. E a ciência moderna ainda não foi capaz de encontrar uma única dimensão nova.
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Gustavo Lucena Gomez e David Andriot, do Instituto Max Planck de Física Gravitacional em Potsdam, Alemanha, propõem a teoria de que as ondas gravitacionais podem provar a existência de outras dimensões.
Albert Einstein previu a existência dessas ondas, que representam a pulsação do espaço-tempo. Em 2015, eles foram encontrados por pesquisadores do projeto LIGO, cujos laboratórios estão localizados na Louisiana e na Califórnia.
Ondas gravitacionais previstas por Einstein foram registradas em 2015 / California Institute of Technology
As ondas gravitacionais viajam pelo espaço-tempo na velocidade da luz, resultando em explosões de estrelas e fusões de buracos negros.
É lógico supor que as ondas gravitacionais existem em todas as dimensões do universo, explica Gomez.
Com base nessa premissa, Gomez e Andriot criaram um modelo matemático que descreve como outras medidas devem afetar as ondas gravitacionais.
Primeiro, eles acreditam que dimensões extras podem se manifestar por meio de ondas gravitacionais de alta frequência. Em segundo lugar, em diferentes dimensões, as ondas gravitacionais devem ter diferentes efeitos no alongamento do "tecido" do Universo.
“Se houver dimensões extras em nosso universo, elas podem esticar o espaço-tempo de uma forma que as ondas gravitacionais comuns não podem”, explica Gomez.
Para testar a primeira parte da hipótese, é necessário um equipamento muito sensível. Milhares de vezes mais precisos do que os laboratórios LIGO, que detectavam ondas gravitacionais.
Ao mesmo tempo, com esse equipamento, não será difícil ter certeza de que ondas gravitacionais na freqüência necessária foram encontradas, enfatizam os autores do estudo, uma vez que nenhum processo astrofísico conhecido pode emitir ondas gravitacionais de tal alta freqüência.
Se tais ondas forem encontradas, será o início de uma nova era na física, afirmam Gomez e Andriot.
O segundo fator procurado que irá provar a existência de outras dimensões é o chamado "modo de respiração" das ondas gravitacionais. Do ponto de vista das medidas disponíveis, algumas características do movimento das ondas gravitacionais deveriam parecer anomalias, os autores do estudo têm certeza.
Os pesquisadores pretendem solicitar apoio de laboratórios com detectores LIGO para observar o mesmo experimento de partículas em tempo real.
“Em tese, o“modo respiratório”deforma o espaço-tempo de certa forma, o que será um sinal claro da existência de outras dimensões”, afirmam os autores da nota de trabalho.
Além disso, a presença de outras dimensões poderia explicar por que a gravidade é a força mais fundamental da natureza. Se a gravidade existe em todas as dimensões, deve ser uma força fraca, porque vemos apenas uma pequena parte dela - aquela que existe nas quatro dimensões visíveis para nós, afirmam os pesquisadores.
A existência de outras dimensões pode ser o próprio Santo Graal da física moderna que os cientistas vêm procurando há tanto tempo e persistentemente. Outras medições poderiam levar à criação de uma teoria unificada do universo, que reconciliaria a teoria quântica de campos com os princípios gerais da relatividade.
Nesse universo, tanto a antigravidade quanto os movimentos com uma velocidade maior do que a da luz são possíveis.
Portanto, estudar a natureza das ondas gravitacionais é extremamente importante, segundo Karla Lant, colunista do Futurismo.
