(Phys/Hypescience) Cientistas da Universidade de Towson (EUA) identificaram um teste prático com base nos movimentos dos planetas, luas e asteroides que poderia provar (ou acabar com) a teoria das cordas.
A teoria das cordas pretende compreender todas as forças do universo – por isso, também é chamada de “teoria de tudo” -, mas até agora não podia ser testada com nenhuma instrumentação existente, porque a escala de nível e tamanho de energia para ver seus efeitos são muito extremos.
No entanto, inspirados por Galileu Galilei e Isaac Newton, cientistas afirmam que medidas precisas das posições dos corpos do sistema solar poderiam revelar discrepâncias muito ligeiras no que é previsto pela teoria da relatividade geral e o princípio da equivalência, estabelecendo novos limites máximos para medir os efeitos da teoria das cordas.
A teoria das cordas espera fornecer uma ponte entre duas teorias bem testadas, mas ainda incompatíveis, que descrevem toda a física conhecida: a da relatividade geral de Einstein, a nossa teoria reinante de gravidade, e o Modelo Padrão da física de partículas, ou teoria quântica de campos, que explica todas as outras forças além da gravidade.
A teoria das cordas postula que toda a matéria e energia do universo é composta de cordas unidimensionais. Essas sequências são um quintilhão de vezes menor do que o átomo de hidrogênio já infinitesimal e, portanto, muito pequenas para se detectar indiretamente. Da mesma forma, encontrar sinais dessas cordas em um acelerador de partículas exigiria milhões de vezes mais energia do que a que foi necessária para identificar o famoso bóson de Higgs.
“Os cientistas brincam que a teoria das cordas é promissora, e sempre será promissora, por causa da falta de poder para testá-la”, diz o Dr. James Overduin, do Departamento de Física, Astronomia e Geociências da Universidade de Towson, primeiro autor do estudo. “O que nós identificamos é um método simples para detectar ‘falhas’ na relatividade geral que poderiam ser explicadas pela teoria das cordas”.
Overduin e seu grupo expandiram um conceito proposto por Galileu e Newton para explicar a gravidade. Segundo a história, Galileu deixou cair duas bolas de pesos diferentes da Torre de Pisa para demonstrar como elas iriam bater no chão ao mesmo tempo. Anos mais tarde, Newton percebeu que a mesma experiência é realizada pela Mãe Natureza todo o tempo no espaço, onde as luas e planetas do sistema solar “caem” continuamente um no outro à medida que orbitam em torno de seus centros de massa comum. Newton usou observações de telescópio para concluir que Júpiter e suas luas galileanas caem com a mesma aceleração em direção ao sol.
O mesmo teste pode ser usado para a teoria das cordas. O campo gravitacional funciona com exatamente a mesma força para todas as formas de matéria e energia, uma observação que levou Einstein a sua teoria da relatividade geral, que está atualmente consagrada na física como o princípio de equivalência.
A teoria das cordas prevê violações do princípio da equivalência, pois envolve novos campos que funcionam de forma diferente para objetos de composição diferente, levando-os a acelerar de forma diferente, ainda que no mesmo campo gravitacional.
Com base no trabalho feito por Kenneth Nordtvedt e outros cientistas na década de 1970, Overduin e seus colaboradores consideram três possíveis assinaturas de violação do princípio de equivalência no sistema solar: desvios na Terceira Lei do movimento planetário de Kepler; deriva dos pontos estáveis de Lagrange; e polarização orbital (também conhecida como o efeito Nordtvedt), em que a distância entre dois corpos como a Terra e a lua oscila devido às diferenças de aceleração em direção a um terceiro corpo como o sol.
Até à data, não existe qualquer evidência de qualquer uma destas assinaturas. No entanto, todas as observações da ciência envolvem algum grau de incerteza experimental. A abordagem da equipe de Overduin é usar justamente essas incertezas experimentais para aumentar os limites e mostrar possíveis violações do princípio de equivalência por parte dos planetas, luas e asteroides troianos no sistema solar.
Os satélites de Saturno, Tétis e Dione, são um caso de teste particularmente fascinante. Tétis é feito quase inteiramente de gelo, enquanto Dione possui um núcleo rochoso. Ambos têm um companheiro troiano. Outro motivo que os torna excepcionalmente valiosos como potencial teste da teoria das cordas é que, em uma era de orçamentos científicos cada vez maiores, possuem custo comparativamente reduzido. Só nos resta esperar pelos resultados.
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