Físicos querem encontrar quinta dimensão estudando a gravidade

Caros Leitores,

Já há algumas ideias sobre como "ver" dimensões extras do espaço - alguns físicos acreditam que a matéria escura pode ser extradimensional.[Imagem: Andrew J. Hanson/Indiana University]

Dimensão perdida

"Qual é a 5ª dimensão? Eu sei que a primeira é a altura, a segunda é a largura, a terceira é a profundidade e a quarta, o tempo. Mas ninguém parece saber o que é a quinta!".

Esta pergunta foi enviada por Lena Komaier-Peeters, uma menina de 12 anos, a um programa de divulgação científica da emissora britânica BBC.

Os organizadores do programa foram tentar encontrar alguma pista para responder às perguntas da garota no LHC, o maior experimento científico já construído, onde físicos do mundo todo tentam desvendar os segredos da matéria.

E foram para lá por uma boa razão: algumas teorias indicam que o LHC pode dar pistas sobre os grávitons, hipotéticas partículas que explicariam a força da gravidade e, ao dar essa explicação, poderiam comprovar a existência de dimensões adicionais do Universo.

• Quem se importa com a Quarta Dimensão?

O que sabemos sobre a força da gravidade? Bem pouco. 

[Imagem: Sandbox Studio/Ana Kova]

Gravidade e múltiplas dimensões

Mas como é que uma explicação para a força da gravidade pode dar pistas sobre a quinta dimensão - e a sexta, e a sétima etc.

"Uma razão muito convincente é que realmente não entendemos por que a força da gravidade é muito mais fraca do que as outras forças fundamentais que experimentamos. Se eu te der um ímã de geladeira e uma chave qualquer, o ímã levantará a chave com muita facilidade. A força magnética desse pequeno ímã supera a força da gravidade da Terra, que é enorme, que puxa a chave na direção oposta.

"A hipótese é que a gravidade pode experimentar dimensões adicionais, enquanto nós não temos essa capacidade. E ela se dissipa nessas outras dimensões e é por isso que sentimos que ela é muito fraca," explicou a física Rakhi Mahbubani, do LHC.

Se essa teoria estiver correta, há uma pequena probabilidade de que uma das partículas subatômicas produzidas nas colisões do LHC seja um gráviton. A física atual estabelece que cada força tem uma partícula relacionada que a transporta - a luz é transportada por fótons e, do mesmo modo, a gravidade deveria teoricamente ser transportada por grávitons. Só que ninguém nunca capturou um deles.

Se, e quando, os grávitons puderem ser capturados, então será possível observar seu comportamento e seus níveis de energia e verificar se eles de fato parecem estar perdendo potência ao mergulhar em dimensões extras do Universo que fogem à nossa percepção.

Gráviton no LHC? Muito difícil

Nas teorias da gravidade quântica, as dimensões podem se evaporar. [Imagem: Ambjørn/Jurkiewicz/Loll]

Infelizmente, muitos físicos não são nem um pouco otimistas com um eventual sucesso do LHC em capturar os grávitons

"Temos certeza de que os grávitons existem, o que não temos certeza é que eles podem ser descobertos com o Grande Colisor de Hádrons. Na verdade, é o oposto: você tem que ser muito, muito, muito sortudo para poder encontrar grávitons nessa máquina. Existem teorias e as estamos testando, mas, se os grávitons estivessem lá, poderíamos tê-los visto facilmente e não os vimos, então as probabilidades são mínimas," defende o professor Sean Carroll, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, que também contraria muitos dos seus colegas defendendo que o tempo é mesmo real, e não uma ilusão.

Mesmo assim, acrescenta Carroll, vale a pena continuar procurando por outras dimensões porque, se elas forem encontradas, "tudo o que pensamos sobre as leis fundamentais da natureza mudará: seria uma descoberta transcendental. Se nós não as vemos [as partículas grávitons], isso não significa que elas não estão lá, mas que nossos experimentos ainda não são bons o suficiente. Se continuarmos tentando, vamos achar algum dia."

 Dimensões escondidas

 

As ondas gravitacionais também poderão mostrar o desaparecimento de dimensões. [Imagem: NASA]

E então, quando finalmente tivermos sucesso em comprovar a existência de outras dimensões, poderemos "acessá-las"?

"Nós tendemos a acreditar que uma outra dimensão é um lugar aonde você vai e é possuído por criaturas estranhas. E uma dimensão é simplesmente uma direção no espaço. Neste momento, nós conhecemos três, que poderíamos chamar de 'para cima-para baixo', 'para a esquerda e para a direita' e 'para a frente e para trás'," explica Carroll.

Assim, não faz sentido perguntar "Onde está a dimensão para cima-para baixo?" porque ela está em todo o lugar, assim como todas as outras.

"O que sabemos com certeza é que elas estão escondidas de alguma forma, então podem ser muito, muito, muito pequenas, tanto que nunca as veremos - essa é a maneira mais fácil de se esconderem," afirmou o físico.

Mas também há outras possibilidades - os físicos já conseguiram pensar em pelo menos duas.

"Uma é que [as dimensões] são apenas um pouco pequenas, com um milímetro ou um décimo de milímetro. E a outra é que as dimensões são infinitamente grandes, mas não podemos alcançá-las porque estamos presos em um subespaço da dimensão inferior do Universo," disse Carroll.

Isso é algo que os físicos chamam de Teoria das Cordas, ou Teoria das Branas, uma referência a membranas, que limitariam nosso Universo de quatro dimensões dentro de um espaço de dimensionalidade superior.

"Se isso for verdade, pode haver múltiplas branas, múltiplos subespaços de bi, tri, tetra e penta dimensionais paralelos. Nesse sentido, poderia haver mundos paralelos incorporados nessas outras dimensões," disse Carroll.

No fim das contas, algo que parece estar bem comprovado é que os físicos gostam muito de uma dimensão maravilhosa: a da imaginação, o ponto de partida de tantas grandes descobertas.

Fonte:  Com informações da BBC -  24/07/2018 / Inovação Tecnológica

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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Pesquisador Independente das Ciências: Espacial; Astrofísica; Astrobiologia e Climatologia,Membro da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency.

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