Erik Verlinde explica sua nova visão da gravidade
Sejamos honestos. Matéria escura é uma dor no traseiro. Os astrônomos fizeram um grande esforço para explicar por que deve existir e existir em grandes quantidades, mas permanece oculto. Desconhecido. Não emitindo energia visível, mas aparentemente forte o suficiente para impedir que galáxias em aglomerados se libertem como cavalos selvagens, está em toda parte em grandes quantidades. Qual é o material - axions, WIMPS, gravitinos, Partículas de Kaluza Klein?
Estima-se que 27% de toda a matéria do universo seja invisível, enquanto tudo, de sanduíches de PB&J a quasares, representa apenas 4,9%. Mas uma nova teoria da gravidade proposta pelo físico teóricoErik Verlinde da Universidade de Amsterdã descobriram uma maneira de dispensar as coisas traquinas.
Ao contrário da visão tradicional da gravidade como uma força fundamental da natureza, Verlinde a vê como uma propriedade emergentedo espaço. Emergência é um processo em que a natureza constrói algo grande usando peças pequenas e simples, de modo que a criação final exiba propriedades que os bits menores não apresentam. Pegue um floco de neve. A complexa simetria de um floco de neve começa quando uma gota de água congela em uma minúscula partícula de poeira. À medida que o crescente floco cai, o vapor de água congela sobre esse cristal original, organizando-se naturalmente em uma estrutura hexagonal (de seis lados) de grande beleza. A sensação de temperatura é outro fenômeno emergente, decorrente do movimento de moléculas e átomos.
O mesmo acontece com a gravidade, que segundo Verlinde, emerge da entropia. Todos sabemos sobre entropia e quartos bagunçados, mas é um pouco mais sutil do que isso. Entropia é uma medida de desordem em um sistema ou, em outras palavras, o número de diferentes estados microscópicos em que um sistema pode estar. Uma das descrições mais legais da entropia que ouvi falar tem a ver com o calor que nosso corpo irradia. À medida que a energia se dissipa no ar, ela cria um estado mais desordenado ao nosso redor e, ao mesmo tempo, diminui nossa entropia pessoal para garantir nossa sobrevivência. Se não nos livrássemos do calor do corpo, eventualmente nos tornaríamos desorganizados (superaqueceríamos!) E morreríamos.
Emergente ou gravidade entrópica, como é chamada a nova teoria, prevê exatamente o mesmo desvio nas taxas de rotação de estrelas nas galáxias atualmente atribuídas à matéria escura. A gravidade surge na visão de Verlinde a partir de mudanças nos bits fundamentais de informações armazenadas na estrutura do espaço-tempo, esse continuum quadridimensional revelado pela teoria geral da relatividade de Einstein. Em uma palavra, a gravidade é uma consequência da entropia e não uma força fundamental.
O espaço-tempo, composto pelas três dimensões familiares, além do tempo, é flexível. A massa deforma o tecido 4-D em colinas e vales que direcionam o movimento de objetos menores nas proximidades. O Sol não "atrai" a Terra como o previsto por Isaac Newton, mas cria uma grande sensação no espaço-tempo em que a Terra gira.
Em um Artigo de 2010, Verlinde mostrou como a lei da gravidade de Newton, que descreve tudo, desde como as maçãs caem das árvores até as pequenas galáxias orbitando grandes galáxias, deriva desses blocos microscópicos subjacentes.
Seu último artigo, intitulado Gravidade emergente e o universo sombrio, investiga a contribuição da energia escura para o mix. A entropia associada à energia escura, uma forma ainda desconhecida de energia responsável pela expansão acelerada do universo, transforma a geometria do espaço-tempo em um meio elástico.
"Descobrimos que a resposta elástica desse meio de 'energia escura' assume a forma de uma força gravitacional" escura "extra que parece ser devida à" matéria escura "", escreve Verlinde. "Portanto, os fenômenos observados da matéria escura são um remanescente, um efeito de memória, do surgimento do espaço-tempo junto com a matéria comum nele."
Serei o primeiro a dizer o quão complexo é o conceito de Verlinde, envolto em entropia arcana de entrelaçamento, campos tensores e o principal holográfico, mas a idéia básica de que a gravidade não é uma força fundamental cria uma nova maneira fascinante de ver um rosto velho.
Os físicos tentaram por décadas conciliar a gravidade com a física quântica com pouco sucesso. E, embora a teoria de Verlinde deva ser corretamente levada com um grão de sal, ele pode oferecer uma maneira de combinar as duas disciplinas em uma única narrativa que descreve como tudo, desde maçãs caídas a buracos negros, estão conectados em uma teoria coerente.
