Espaço-tempo não é o mesmo para todos
Antes do Big Bang, o espaço-tempo como nós o conhecemos não existia. Então, como ele nasceu? O
processo de criação de espaço-tempo normal a partir de um estado
anterior, dominado pela gravidade quântica tem sido estudado há anos por
teóricos da Faculdade de Física da Universidade de Varsóvia. Análises recentes sugerem uma conclusão surpreendente: nem todas as partículas elementares estão sujeitos ao mesmo espaço-tempo.
No
modelo matemático construído pelos teóricos do Departamento de Física
da Universidade de Varsóvia, clássico do espaço-tempo é criado pela
interação da matéria com a gravidade quântica. O
processo assemelha-se como uma estrutura de cristal de gelo
(simbolizando clássico do espaço-tempo) é formado por água líquida em
congelamento (gravidade quântica). Estudos recentes sobre o modelo sugerem que diferentes partículas elementares gerar diferentes clássicos espaços-tempos.
Fonte: FUW
Vários bilhões de anos atrás, na época, logo após o Big Bang, o Universo era tão denso e tão quente que as partículas elementares sentiam a existência da gravidade fortemente. Por décadas, os físicos de todo o mundo têm tentado descobrir as leis da gravidade quântica que descreve esta fase da evolução do Universo. Recentemente o grupo do Professor Jerzy Lewandowski na Faculdade de Física da Universidade de Varsóvia (FUW) propôs seu próprio modelo do universo quântico. Recentes estudos de suas propriedades, discutidas durante a 20 ª Conferência Internacional sobre Relatividade Geral e Gravitação (GR20), a ser realizada em Varsóvia, em conjunto com a 10 ª Conferência Edoardo Amaldi em ondas gravitacionais (Amaldi10), surpreenderam os pesquisadores. As análises realizadas pelo Prof Lewandowski e seu aluno de doutorado Andrea Dapor mostram que diferentes partículas elementares "experiência" a existência de diferentes espaços-tempos.
Uma das tentativas para descrever a gravidade quântica é chamado de loop quantum gravity (LQG). Esta teoria assume que o espaço-tempo é estruturalmente bastante semelhante a um tecido: É constituída por um grande número de pequenas fibras emaranhadas em loops. Um campo com uma área de um centímetro quadrado pode conter um milhão de trilhões de trilhões de trilhões de trilhões de trilhões (10 ^ 66) essas fibras.
Três anos atrás, o grupo do Prof Lewandowski desenvolvera um modelo matemático consistente de LQG que combina a mecânica quântica com a relatividade geral. O modelo pressupõe a existência de dois campos de interação. Um deles é um campo gravitacional, que pode ser identificado com um espaço (uma vez que, de acordo com a teoria geral da relatividade, urdiduras de gravidade espaço-tempo, e este espaço-tempo curvo dá origem a efeitos gravitacionais). O segundo campo no modelo é um campo (escalar) que atribui um número a cada ponto do espaço. Este campo é interpretado como o tipo mais simples da matéria.
A imagem da realidade no modelo proposto pelos físicos da Universidade de Varsóvia é quântico, e por isso tem características muito diferentes das do mundo que lidar todos os dias. "Nesta situação, parecia natural perguntar: Como é conhecido o espaço-tempo para todos nós emergir das principais estados da gravidade quântica? E uma vez que espaço-tempo normal nasceria como um resultado da interação entre matéria e gravidade quântica, podemos estar certos de que cada tipo de matéria definitivamente interage com um espaço-tempo que tem as mesmas propriedades? ", Diz o professor Lewandowski.
Para encontrar respostas a estas perguntas, os teóricos da primeira derivada padrões de interação entre os efeitos de gravidade quântica e matéria para os dois casos matematicamente mais simples: para zero de partículas de massa de repouso e para (escalar) partículas de massa de repouso diferente de zero simples. No Modelo Padrão, que na física moderna descreve as partículas elementares e suas interações, as partículas sem massa relevante seria fótons e partículas escalares massa de repouso não-zero com a massa - o famoso bóson de Higgs, responsável pela massa das outras partículas: quarks e elétrons, múons, taus e seus neutrinos associados.
Após derivar as equações que representam o comportamento das partículas de acordo com as leis do modelo gravidade quântica, FUW físicos começam a verificar se as equações semelhantes poderão ser obtidas com o uso comum de espaço-tempo com diferentes simetrias. Para partículas sem massa acabou por ser possível. A desejável para o espaço-tempo era isotrópico, ou seja, tinha as mesmas propriedades em todas as direções.
"De acordo com o modelo simplificado foram pesquisados, independentemente de o fóton ter maior impulso ou menos, mais ou menos energia, o espaço-tempo que parece ser a mesma em todas as direções," explica o Prof Lewandowski.
Para partículas com massa, a situação era diferente. A existência de massa impõe uma condição adicional específica sobre a teoria. Os físicos FUW mostraram que um clássico espaço-tempo, o que, simultaneamente, satisfazer a condição de massa e têm as mesmas propriedades em todas as direções, e não pode ser calculado. O apropriado do espaço-tempo poderia ser encontrado apenas entre anisotrópicos espaços-tempos. A direção preferencial destes espaço-tempos era direção do movimento da partícula.
"As partículas com massa não só experimentaram diferentes espaços-tempos de fótons feitos mas cada um vê a sua própria versão particular do espaço-tempo, dependendo da direção que se move dentro Esta descoberta realmente nos pegou de surpresa", diz o estudante de doutoramento Andrea Dapor.
Será que esta última descoberta significa que o universo de partículas com massa não é isotrópico? Tal afirmação seria de enorme importância experimental e observacional. No entanto, a resposta é não, o Universo não tem uma direção preferencial. Como observadores que estudam o comportamento das partículas elementares, que são clássicos, em vez de sistemas quânticos, e em certo sentido somos mundo "de fora" das partículas. Não é, então, importante que cada partícula "experiências" de seu espaço-tempo. Independentemente da direção de vôo, todas as partículas gravados no laboratório terão exatamente as mesmas características. Por esta razão, experimentalmente confirmando as previsões teóricas da equipa FUW não será uma tarefa trivial.
O trabalho da equipe do professor Lewandowski foi financiado por doações do Ministério da Ciência e do Ensino Superior e do Centro Nacional de Ciência polonês.
Conferências Internacionais sobre Relatividade Geral e Gravitação são realizadas a cada três anos. Este ano, a conferência XX (GR20), realizada em Varsóvia, em 07-13 julho, foi combinada com a 10 ª Conferência Edoardo Amaldi em ondas gravitacionais (Amaldi10). O GR20/Amaldi10 conferência combinado é um evento sem precedentes, atraindo a Varsóvia perto de 900 dos maiores físicos que trabalham em todas as áreas da física, matemática e astronomia em que os efeitos relativísticos gerais podem ser relevantes, incluindo as teorias da gravidade quântica e ondas gravitacionais. Os organizadores da conferência combinado são a Sociedade Polonesa em Relatividade e da Universidade de Varsóvia.
Contatos e fontes:
Fonte: FUW
Vários bilhões de anos atrás, na época, logo após o Big Bang, o Universo era tão denso e tão quente que as partículas elementares sentiam a existência da gravidade fortemente. Por décadas, os físicos de todo o mundo têm tentado descobrir as leis da gravidade quântica que descreve esta fase da evolução do Universo. Recentemente o grupo do Professor Jerzy Lewandowski na Faculdade de Física da Universidade de Varsóvia (FUW) propôs seu próprio modelo do universo quântico. Recentes estudos de suas propriedades, discutidas durante a 20 ª Conferência Internacional sobre Relatividade Geral e Gravitação (GR20), a ser realizada em Varsóvia, em conjunto com a 10 ª Conferência Edoardo Amaldi em ondas gravitacionais (Amaldi10), surpreenderam os pesquisadores. As análises realizadas pelo Prof Lewandowski e seu aluno de doutorado Andrea Dapor mostram que diferentes partículas elementares "experiência" a existência de diferentes espaços-tempos.
Uma das tentativas para descrever a gravidade quântica é chamado de loop quantum gravity (LQG). Esta teoria assume que o espaço-tempo é estruturalmente bastante semelhante a um tecido: É constituída por um grande número de pequenas fibras emaranhadas em loops. Um campo com uma área de um centímetro quadrado pode conter um milhão de trilhões de trilhões de trilhões de trilhões de trilhões (10 ^ 66) essas fibras.
Três anos atrás, o grupo do Prof Lewandowski desenvolvera um modelo matemático consistente de LQG que combina a mecânica quântica com a relatividade geral. O modelo pressupõe a existência de dois campos de interação. Um deles é um campo gravitacional, que pode ser identificado com um espaço (uma vez que, de acordo com a teoria geral da relatividade, urdiduras de gravidade espaço-tempo, e este espaço-tempo curvo dá origem a efeitos gravitacionais). O segundo campo no modelo é um campo (escalar) que atribui um número a cada ponto do espaço. Este campo é interpretado como o tipo mais simples da matéria.
A imagem da realidade no modelo proposto pelos físicos da Universidade de Varsóvia é quântico, e por isso tem características muito diferentes das do mundo que lidar todos os dias. "Nesta situação, parecia natural perguntar: Como é conhecido o espaço-tempo para todos nós emergir das principais estados da gravidade quântica? E uma vez que espaço-tempo normal nasceria como um resultado da interação entre matéria e gravidade quântica, podemos estar certos de que cada tipo de matéria definitivamente interage com um espaço-tempo que tem as mesmas propriedades? ", Diz o professor Lewandowski.
Para encontrar respostas a estas perguntas, os teóricos da primeira derivada padrões de interação entre os efeitos de gravidade quântica e matéria para os dois casos matematicamente mais simples: para zero de partículas de massa de repouso e para (escalar) partículas de massa de repouso diferente de zero simples. No Modelo Padrão, que na física moderna descreve as partículas elementares e suas interações, as partículas sem massa relevante seria fótons e partículas escalares massa de repouso não-zero com a massa - o famoso bóson de Higgs, responsável pela massa das outras partículas: quarks e elétrons, múons, taus e seus neutrinos associados.
Após derivar as equações que representam o comportamento das partículas de acordo com as leis do modelo gravidade quântica, FUW físicos começam a verificar se as equações semelhantes poderão ser obtidas com o uso comum de espaço-tempo com diferentes simetrias. Para partículas sem massa acabou por ser possível. A desejável para o espaço-tempo era isotrópico, ou seja, tinha as mesmas propriedades em todas as direções.
"De acordo com o modelo simplificado foram pesquisados, independentemente de o fóton ter maior impulso ou menos, mais ou menos energia, o espaço-tempo que parece ser a mesma em todas as direções," explica o Prof Lewandowski.
Para partículas com massa, a situação era diferente. A existência de massa impõe uma condição adicional específica sobre a teoria. Os físicos FUW mostraram que um clássico espaço-tempo, o que, simultaneamente, satisfazer a condição de massa e têm as mesmas propriedades em todas as direções, e não pode ser calculado. O apropriado do espaço-tempo poderia ser encontrado apenas entre anisotrópicos espaços-tempos. A direção preferencial destes espaço-tempos era direção do movimento da partícula.
"As partículas com massa não só experimentaram diferentes espaços-tempos de fótons feitos mas cada um vê a sua própria versão particular do espaço-tempo, dependendo da direção que se move dentro Esta descoberta realmente nos pegou de surpresa", diz o estudante de doutoramento Andrea Dapor.
Será que esta última descoberta significa que o universo de partículas com massa não é isotrópico? Tal afirmação seria de enorme importância experimental e observacional. No entanto, a resposta é não, o Universo não tem uma direção preferencial. Como observadores que estudam o comportamento das partículas elementares, que são clássicos, em vez de sistemas quânticos, e em certo sentido somos mundo "de fora" das partículas. Não é, então, importante que cada partícula "experiências" de seu espaço-tempo. Independentemente da direção de vôo, todas as partículas gravados no laboratório terão exatamente as mesmas características. Por esta razão, experimentalmente confirmando as previsões teóricas da equipa FUW não será uma tarefa trivial.
O trabalho da equipe do professor Lewandowski foi financiado por doações do Ministério da Ciência e do Ensino Superior e do Centro Nacional de Ciência polonês.
Conferências Internacionais sobre Relatividade Geral e Gravitação são realizadas a cada três anos. Este ano, a conferência XX (GR20), realizada em Varsóvia, em 07-13 julho, foi combinada com a 10 ª Conferência Edoardo Amaldi em ondas gravitacionais (Amaldi10). O GR20/Amaldi10 conferência combinado é um evento sem precedentes, atraindo a Varsóvia perto de 900 dos maiores físicos que trabalham em todas as áreas da física, matemática e astronomia em que os efeitos relativísticos gerais podem ser relevantes, incluindo as teorias da gravidade quântica e ondas gravitacionais. Os organizadores da conferência combinado são a Sociedade Polonesa em Relatividade e da Universidade de Varsóvia.
Contatos e fontes:
Faculty of Physics University of Warsaw
Related links:
http://gr20-amaldi10.edu.pl/ GR20/Amaldi10 Conference website.
http://www.fuw.edu.pl/~potor/ Polish Society on Relativity website.
http://www.fuw.edu.pl/ Faculty of Physics at the University of Warsaw website.
http://gr20-amaldi10.edu.pl/ GR20/Amaldi10 Conference website.
http://www.fuw.edu.pl/~potor/ Polish Society on Relativity website.
http://www.fuw.edu.pl/ Faculty of Physics at the University of Warsaw website.
Nenhum comentário:
Postar um comentário
Em observação... Adm.
Qualquer comentário que for ofensivo e de baixo calão, não será bem vindo neste espaço do blog.
O Blog se reserva no direito de filtrar ou excluir comentários ofensivos aos demais participantes.
Os comentários são livres, portanto não expressam necessariamente a opinião do blog.
Usem-no com sapiência, respeito com os demais e fiquem a vontade.
Admin- UND-HN