Uma das lições do século passado é que a Natureza segue as regras da Mecânica Quântica. Enquanto que todas as outras interações fundamentais foram assimiladas numa descrição quântica, a gravidade tem resistido a todos os esforços. A “quantização” da gravidade é um dos maiores e mais longos desafios da física moderna.
Os possíveis efeitos quânticos têm sido muito estudados, mas a teoria tem resistido firmemente aos esforços científicos para a quantizar. Um dos motivos para que tal aconteça é a ausência de dados experimentais. Finalmente, uma equipa internacional de cientistas que junta investigadores do Técnico, Louisiana e Genève, mostrou como é que podemos usar as ondas gravitacionais para perceber a estrutura inerentemente quântica do espaço-tempo. “O que encontrámos foi um efeito muito peculiar. Isto torna-o fácil de se procurar e ser encontrado”, refere o professor Vítor Cardoso, docente e presidente do Departamento de Física (DF), investigador do Centro de Astrofísica e Gravitação (CENTRA) e um dos cientistas por detrás desta investigação.
A investigação resultou num artigo publicado na Physical Review Letters, que tem como autores o professor Vítor Cardoso, o professor Ivan Agullo (Louisiana State University), Adrian del Rio (Universidad de Valência), Michele Maggiore (docente da Université de Genève) e do professor Jorge Pullin(Louisiana State University).
Neste artigo, recentemente publicado, os autores mostram que efeitos quânticos podem causar “ecos” nos sinais de ondas gravitacionais, gerados pela impossibilidade de transições quânticas nos níveis de energia de buracos negros.
Para chegarem a estas conclusões, a equipa de investigadores recorreu a simulações numéricas, isto é, um estudo matemático das equações de Einstein. “Até ao momento, o universo parece comportar-se tal como foi descrito matematicamente por Einstein. Portanto, o que fazemos é resolver equações – diferenciais ,com algum grau de complexidade – para tentar capturar fenómenos que ainda não conhecemos”, explica o docente do DF.
Para a equipa de investigadores, o aspeto mais interessante é que estes sinais estão ao alcance dos detetores atuais, como o LIGO, e poderão ser vistos de forma nítida por detetores agora em construção como o LISA, que deverá ser lançado em 2034 pela Agência Espacial Europeia( ESA, na sigla em inglês).
De acordo com o investigador do CENTRA, estes dados podem ser fundamentais neste desafio de “quantização da gravidade”. “Estamos à procura da quantização da gravidade há praticamente um século. Qualquer pista será preciosa, e muito bem-vinda. Quem sabe se não encontramos a ponta de algum fio que possamos puxar e que nos leve nesse caminho?”, declara o professor Vítor Cardoso, deixando no ar uma hipótese que nos agrada a todos, e que parece cada vez certa: “Talvez o futuro seja brilhante, em ondas gravitacionais”.
