Partículas quânticas no espaço são menores do que se imaginava

O satélite INTEGRAL captou GRB 041219A em 2004. The GRB aqui mostrado, de 25 de novembro de 2002, foi o primeiro captado com uma câmera de raios-gama tão poderosa como a INTEGRAL. (ESA/SPI equipe/ECF)

Achados da Agência Européia Aeroespacial (ESA) usando o satélite INTEGRAL contêm  implicações importantes no sentido de unificar a Teoria da Relatividade de Einstein e a Teoria Quântica.

A teoria da relatividade descreve as forças gravitacionais de grandes massas como os planetas, apresentando um modelo contínuo e suave do espaço e universo como se fosse de tecido. Em contraste a teoria quântica descreve forças de uma escala muito menor à escala de moléculas individuais, implicando que o tecido do espaço é granuloso como areia.

O International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL) revelou que estas “partículas” quânticas no espaço são muito mais pequenas que o previsto pelas modernas teorias quânticas.

Cálculos sugerem que pequenas partículas afetam o movimento dos raios gama pelo espaço, provocando a torção dos mesmos e a mudança da sua direção de oscilação – uma propriedade chamada polarização.

Raios gama de alta energia deveriam torcer mais do que aqueles de baixa energia. Esta diferença de polarização pode ser observada para estimar qual o tamanho das partículas quânticas.

Philippe Laurent do CEA Saclay de França e seus colegas obtiveram dados para pesquisar sobre as diferentes polarizações entre raios gama de alta e baixa energia emitidos durante uma das maiores explosões de raios gama alguma vez registadas – GRB 041219ª.

GRB’s resultam de explosões energéticas no universo e acredita-se que têm origem sobretudo na morte de estrelas massivas que  colapsam e tornam-se estrelas de  neutrons ou se tornam buracos negros durante uma super-nova. Raios gama gigantes são emitidos durante as explosões, por breves momentos, brilhando mais que galáxias inteiras, o que pode durar alguns segundos ou minutos.

INTEGRAL mediu GRB 041219A desde 19 de dezembro 2004 que está no 1 % de GRBs em termos de luminosidade. Estima-se que esteja a pelo menos 300 milhões de anos luz de distância, o que significa que os pequenos efeitos de torção das partículas quânticas devem-se ter acumulado até formarem um sinal detectável.

O observatório de raio gama INTEGRAL da ESA é capaz de detectar explosões de raio gama, o fenômeno mais energético do universo. (ESA/Medialab)

Alguma teorias correntes propõem que a natureza do espaço existe na escala Planck, que é 10-35 de metro. (Um milímetro é 10-3 m). Como a nova informação é 10.000 vezes mais precisa que as anteriores e não existe diferenças observáveis na polarização, as partículas devem estar no nível de 10-48 m ou ainda menores.

“Este é um resultado muito importante para a física fundamental e irá invalidar algumas teorias de cordas e teorias de loop de gravidade quântica”, afirmou Laurent em um comunicado de imprensa.

“Os fundamentos da física são uma aplicação menos óbvia do observatório de raios-gama,” afirma no comunicado Christoph Wimkler, cientista do projeto Integral da ESA.

“De qualquer modo, permitiu que déssemos um grande passo em frente na investigação da natureza do próprio espaço”, conclui.

As descobertas são de julho de 2011.

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