Observatório desafia física pós-Einstein

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(Informações da ESA - 01/07/2011 - O GRB 041219A ocorreu em 19 de dezembro de 2004 e foi imediatamente classificado no topo da lista dos GRBs em brilho.[Imagem: ESA/SPI Team/ECF])

O Telescópio de Raios Gama Integral, da Agência Espacial Europeia, revelou novos resultados que vão afetar drasticamente a busca pela chamada "física pós-Einstein".

Os dados do observatório espacial mostraram que qualquer "granulação" quântica do espaço deve ter uma escala muito menor do que se previa.

Granularidade do espaço

A Teoria Geral da Relatividade de Einstein descreve as propriedades da gravidade e assume que o espaço é um tecido suave e contínuo.

No entanto, a teoria quântica sugere que o espaço deve ser granulado quando visto em uma escala suficientemente pequena, como a areia em uma praia.

Uma das maiores ocupações dos físicos na atualidade está na tentativa de casar estes dois conceitos, criando uma única teoria da gravitação quântica.

Agora, o Integral colocou novos limites muito mais rigorosos para o tamanho desses "grãos" quânticos no espaço, mostrando que eles devem ser muito menores do que algumas ideias sobre a gravidade quântica vinham sugerindo.

Polarização da luz

Segundo os cálculos, os minúsculos grãos poderiam afetar a forma com que os raios gama viajam pelo espaço.

Os grãos devem "torcer" os raios de luz, mudando a direção na qual eles oscilam - uma propriedade chamada polarização.

Os raios gama de alta energia devem ser torcidos mais do que os raios gama de energias mais baixas, e a diferença na polarização pode ser usada para estimar o tamanho dos grânulos do espaço.

Explosão de raios gama

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(As observações do Integral são cerca de 10.000 vezes mais precisas do que qualquer medição anterior e mostram que qualquer grão quântico deve estar na casa dos 10-48 metro ou menor. [Imagem: ESA/Medialab])

Philippe Laurent e seus colegas usaram dados do instrumento IBIS, a bordo do observatório Integral, para procurar diferenças de polarização entre raios gama de alta e baixa energia, emitidos durante uma das mais poderosas explosões de raios gama (GRBs) já vistas.

As GRBs vêm de algumas das explosões mais energéticas conhecidas no Universo. Acredita-se que a maioria delas ocorra quando estrelas muito maciças, durante uma supernova, colapsam para formar estrelas de nêutrons ou buracos negros.

Esse colapso gera um gigantesco pulso de raios gama, com duração de poucos segundos até alguns minutos - mas, durante esse tempo, o pulso ofusca o brilho de galáxias inteiras.

O GRB 041219A ocorreu em 19 de dezembro de 2004 e foi imediatamente classificado no topo da lista dos GRBs em brilho. Ele foi tão brilhante que o Integral foi capaz de medir a polarização dos seus raios gama com precisão.

Tamanho dos grãos do espaço

Os cientistas então procuraram diferenças na polarização a diferentes energias, mas não encontraram nenhuma dentro dos limites de precisão dos dados.

Algumas teorias sugerem que a natureza quântica do espaço - sua "granularidade" - deve manifestar-se na chamada escala de Planck: a 10-35 metro. Para comparação, um milímetro, a menor divisão que se pode ver em uma régua escolar, equivale a 10-3 metro.

No entanto, as observações do Integral são cerca de 10.000 vezes mais precisas do que qualquer medição anterior e mostram que qualquer grão quântico deve estar na casa dos 10-48 metro ou menor.

"Este é um resultado muito importante em física fundamental e descarta algumas teorias das cordas e teorias da gravidade quântica em loop," afirmou o Dr. Laurent.

Agora, a bola volta para os teóricos, que deverão reexaminar suas teorias à luz deste novo dado.

Bibliografia:
Constraints on Lorentz Invariance Violation using INTEGRAL/IBIS observations of GRB041219A
P. Laurent, D. Götz, P. Binetruy, S. Covino, A. Fernandez-Soto
Physical Review D
June, 28th 2011
Vol.: 83, 121301(R)
DOI: 10.1103/PhysRevD.83.121301