Se quisermos encontrar dimensões adicionais em nosso universo, ou seja, cuja existência a chamada teoria das cordas está tentando nos explicar, devemos voltar nossa atenção para as ondas gravitacionais. Porque eles podem ser a chave para sua descoberta, dizem os físicos.
É assim que você pode descrever brevemente a ideia de uma nova hipótese que tenta encontrar uma resposta para o mistério não resolvido da física: por que a gravidade é de fato mais fraca do que outras forças fundamentais do nosso universo? De acordo com a nova hipótese, o "vazamento" da gravidade leva apenas a outras dimensões que ainda não descobrimos.
“A possibilidade de outras dimensões vem sendo discutida há bastante tempo e de pontos de vista completamente diferentes”, diz Emilian Dudas, da Ecole Polytechnique de Paris.
"As ondas gravitacionais, por sua vez, podem ser a chave para descobrir essas dimensões extras."
A ideia de quatro dimensões é agora amplamente aceita - três espaciais (comprimento, largura, altura) e uma temporal (tempo). No entanto, nosso conhecimento de como a matéria se comporta em escalas menores contém muitas lacunas que outras seis dimensões poderiam preencher. Essa é a opinião da Teoria das Cordas, segundo a qual tudo no Universo poderia ser muito mais fácil de entender e explicar se concordássemos com a ideia da existência de 10 dimensões. Além disso, a Teoria das Cordas é vista como a maneira mais provável de preencher a lacuna entre a física clássica e quântica, tornando-se a base para a futura teoria da gravidade quântica.
De acordo com essa teoria, as menores partículas de matéria que podemos detectar, quarks, podem na verdade ser compostas de partículas ainda menores - fibras unidimensionais de energia que se comportam como cordas vibrantes. Os cientistas estão muito interessados nessas "cordas" por uma razão simples. Acredita-se que eles serão capazes de fazer o que nossa física moderna não é capaz de fazer, a saber, descrever com precisão todas as forças mais fundamentais que conhecemos, incluindo gravidade, eletromagnetismo e forças nucleares. Eles também podem nos ajudar a entender por que o universo ainda está se expandindo. No entanto, o principal (e talvez o único problema significativo) é que eles (strings) requerem pelo menos 10 dimensões para sua justificativa matemática. E o problema é que ainda não chegamos perto depara abrir um único adicional.
No entanto, os físicos Gustavo Lucena-Gomez e David Andriot, do Instituto Max Planck de Física da Alemanha, estão convencidos de que temos esperança para a descoberta dessas dimensões extras. E essa esperança são as ondas gravitacionais previstas há muito tempo pelo grande Einstein e apenas recentemente confirmadas pelos cientistas modernos.
As ondas gravitacionais se tornaram um dos tópicos mais quentes do ano passado, quando físicos do LIGO - dois observatórios gigantes localizados nos estados americanos de Louisiana e Califórnia - anunciaram pela primeira vez que haviam descoberto evidências diretas da existência das chamadas ondulações do espaço-tempo, que são cerca de 100 anos atrás previsto por Einstein. Essas ondas viajam através do espaço-tempo à velocidade da luz e são o resultado de alguns dos eventos mais catastróficos do universo, como a fusão de buracos negros ou a explosão de estrelas. Eles são capazes de passar e assim afetar todas as dimensões conhecidas por nós no Universo e, muito provavelmente, mesmo aquelas que ainda não somos capazes de detectar.
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“Se houver dimensões adicionais no universo, então seria lógico supor que as ondas gravitacionais existirão em todas essas dimensões”, comenta Gomez.
Gomez e Andriot desenvolveram um modelo matemático que descreve os supostos efeitos das ondas gravitacionais nas medições e identificaram dois fatores-chave. Primeiro, de acordo com os pesquisadores, dimensões extras podem se manifestar graças às ondas gravitacionais de alta freqüência. Em segundo lugar, em diferentes dimensões, as ondas gravitacionais devem ter diferentes efeitos no alongamento do "tecido" do Universo.
Segundo os pesquisadores, no primeiro caso, a detecção exigiria equipamentos milhares de vezes mais sensíveis do que o mesmo LIGO.
“Ainda não encontramos processos astrofísicos que criam ondas gravitacionais com frequência muito superior a 1000 Hz, portanto, com um detector superpotente e sensível apropriado, entenderíamos imediatamente o que estamos testemunhando. A determinação das frequências de tal nível pode sugerir a descoberta de uma nova física."
E o segundo caso exigirá que os físicos estudem mudanças anômalas no impacto no espaço-tempo de "ondas gravitacionais comuns" (isto é, aquelas que podemos determinar agora) e aquelas que teriam ondas gravitacionais de outras dimensões.
“A deformação do espaço-tempo seria apresentada de uma certa forma distinta,” - dizem os cientistas.
A colunista de ciência da Newsweek, Hannah Osborne, está mais otimista sobre a possibilidade de detectar dimensões adicionais por meio de sua influência nas ondas gravitacionais. Na opinião dela, será necessário um detector com nível de sensibilidade de três laboratórios LIGO ao mesmo tempo, funcionando como um todo. Osborne acredita que "tais tecnologias estarão disponíveis em um futuro próximo."
A existência de outras dimensões pode ser a própria resposta da física moderna, que os cientistas vêm buscando há tanto tempo e com persistência. 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.
A opinião sobre a probabilidade da existência de dimensões extras é compartilhada por muitos cientistas. Por exemplo, o físico teórico Bobby Acharia do King's College London acredita que o universo é muito mais complicado do que parece à primeira vista, e qualquer coisa pode se esconder nele. Ele acredita em dimensões adicionais, mas está ciente de que o nível atual de tecnologia não permite que sejam descobertas.
“Para criar e redistribuir as ondas gravitacionais em outras dimensões, você precisará de uma quantidade colossal de energia. Mesmo se você conseguir criar ondas que penetram em outras dimensões, a escala será tão pequena que a frequência das ondas gravitacionais, neste caso, será muito alta, muito maior do que as capacidades de detecção de corrente do detector de ondas gravitacionais LIGO."
NIKOLAY KHIZHNYAK
