Simulação da gravitação quântica abre perspectivas de pesquisa

Ministério da Ciência e Tecnologia

06/10/2010

Como a luz se propaga nas proximidades de um buraco negro? A questão se enquadra na discussão de como a teoria da gravitação de Einstein se une à visão de mundo proposta pela mecânica quântica e envolve, entre outros aspectos, a possibilidade da chamada "radiação Hawking", sendo objeto de grande interesse dos físicos. Segundo a proposição do físico Stephen Hawking, apresentada em 1973, os buracos negros poderiam "evaporar" com a perda de energia causada pela emissão de radiação térmica.

Contornando a impossibilidade experimental atual de verificar efeitos quânticos relacionados à gravitação, três pesquisadores brasileiros da área de física teórica, Nami Svaiter, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF/MCT), Gastão Krein e Gabriel Menezes, ambos da Universidade Estadual Paulista (Unesp), tiveram a ideia de simular em outra situação física um provável efeito da gravitação quântica, e assim verificar a possibilidade da descrição teórica do fenômeno ser adequada.

Para isso, valeram-se da analogia entre a matemática que descreve a propagação da luz numa geometria flutuante (por exemplo, nas vizinhanças de um buraco negro) e a que rege a propagação das ondas acústicas em fluidos coloidais, também chamados de fluidos com desordem - como o leite, por exemplo - em que partículas ou moléculas de diferentes tamanhos estão em suspensão.

Segundo Svaiter, ao demonstrar que a desordem faz variar de ponto para ponto a velocidade de propagação das ondas sonoras, o sistema mostrou, de forma análoga, o que ocorre com a propagação de sinais luminosos, comprovando um dos efeitos da gravitação em sua interação com o mundo quântico.

Essas conclusões foram apresentadas no artigo Modelo análogo para efeitos de gravidade quântica: fônons em fluidos aleatórios, publicado online, em 20 de setembro, na Physical Review Letters, apontada como uma das revistas mais importantes da área.

Outros experimentos já foram propostos para estudar a gravidade quântica, mas o trabalho dos brasileiros é o primeiro a estabelecer uma analogia entre as flutuações da velocidade da luz e as da velocidade de propagação de ondas acústicas em fluidos. Para Svaiter, a simulação do fenômeno quântico abre novas perspectivas de pesquisa, "e tem consequencias experimentais e teóricas que merecem estudos mais detalhados", acrescenta o pesquisador.