Um novo modelo revela uma maneira de descrever a gravidade usando a mesma linguagem matemática que o modelo padrão
Um desafio de longa knowledge na física tem sido integrar a gravidade ao modelo padrão, que descreve com sucesso as forças eletromagnéticas, fracas e fortes. A dificuldade está nas simetrias matemáticas: a relatividade geral usa simetrias espaço-tempo infinitas dimensionais, enquanto o modelo padrão depende de as compactas e finitas dimensionais, tornando as duas estruturas fundamentalmente incompatíveis.
Uma questão central neste contexto é: a gravidade é uma força? A mecânica newtoniana diz que sim, a gravidade une massas. A relatividade de Einstein diz que não, é a curvatura do espaço-tempo que orienta o movimento. A teoria do campo quântico sugere que a gravidade pode ser uma força mediada por partículas hipotéticas chamadas gravitons.
Os pesquisadores por trás deste trabalho propõem que a gravidade possa ser tratada como uma interação de medidor, semelhante ao eletromagnetismo. Essa abordagem implica que a gravidade é uma força mediada por um campo e governada pelos mesmos tipos de simetrias que as outras interações fundamentais.
Eles introduzem a gravidade unificada, uma nova estrutura que reformula a gravidade usando as simetrias compactas da teoria do campo quântico. Trabalhando com um modelo de spinor oito dimensionais, eles definem um campo de dimensão espaço-tempo para recuperar o espaço de tempo quadridimensional acquainted. Ao aplicar quatro simetrias U (1), elas derivam uma teoria da gravidade do medidor que reflete o modelo padrão, com o tensor de tensão-momento emergindo naturalmente dessas simetrias.
Sua teoria reproduz a gravidade teleparalular através de uma condição geométrica especial e descreve a gravidade no espaço de Minkowski, por outra condição geométrica, tornando-a compatível com a teoria do campo quântico. Eles desenvolvem as regras de Feynman e mostram que a teoria é renormalizável em 1 loop, o que significa que lida com correções quânticas sem quebra matemática. Finalmente, eles demonstram que a teoria respeita a simetria da BRST, o que garante a consistência do medidor na teoria do campo quântico.
Embora isso proceed sendo uma teoria matemática, ela nos leva a reavaliar como conceituamos a gravidade, não como uma curvatura do espaço-tempo, mas como uma interação de medidor como as outras forças fundamentais. Se validado experimentalmente, a gravidade unificada poderá remodelar nossa compreensão do universo e marcar um grande ponto de virada na física teórica.
Você quer aprender mais sobre esse tópico?
Quão longe estamos da teoria quântica da gravidade? por RP Woodard (2009)