A física moderna se depara com um dos maiores enigmas de sua história: unificar a descrição do universo em suas escalas mais extremas. De um lado, a teoria da relatividade geral de Albert Einstein, que explica a gravidade como a curvatura do espaço-tempo pela matéria e energia, e governa o cosmos em larga escala. De outro, a mecânica quântica, que descreve o comportamento das partículas subatômicas e as interações no mundo microscópico, com regras que desafiam a intuição humana.
Essa aparente incompatibilidade lógica entre as duas teorias mais bem-sucedidas da física é um dos maiores desafios da ciência. "Por um lado, é verdade que são incompatíveis logicamente, mas, por outro, as aplicamos a dois âmbitos distintos", explica Juan Maldacena, físico teórico argentino e um dos nomes mais fortes para o Prêmio Nobel. "Usamos a mecânica quântica para descrever objetos muito pequenos e a relatividade geral para descrever o espaço-tempo a escalas muito grandes". A necessidade de ambas as teorias se manifesta de forma mais aguda em cenários extremos, como o interior de buracos negros ou os momentos iniciais do Big Bang, onde a gravidade e os efeitos quânticos se tornam igualmente cruciais.
Maldacena, professor no Instituto de Estudos Avançados de Princeton, é conhecido por sua proposta da correspondência AdS/CFT, também conhecida como dualidade de Maldacena. Essa ideia revolucionária sugere uma equivalência entre teorias de gravidade em um espaço-tempo curvo (anti-de Sitter, ou AdS) e teorias quânticas de campos em uma dimensão inferior, sem gravidade (conformal field theory, ou CFT). Essencialmente, o que acontece em um lado da equivalência pode ser descrito no outro, oferecendo uma nova perspectiva para entender fenômenos complexos em ambas as áreas.
A dualidade AdS/CFT, proposta no final de 1997, tem sido uma ferramenta poderosa para explorar a gravidade quântica e a teoria de cordas. Ela permite que físicos estudem problemas difíceis em um lado da correspondência traduzindo-os para o outro, onde podem ser mais tratáveis. Por exemplo, a teoria de campos em CFT tem sido usada para entender fenômenos em física de partículas e matéria condensada, enquanto a gravidade em AdS oferece insights sobre a natureza do espaço-tempo e a informação em buracos negros. A implicação mais profunda dessa correspondência é a sugestão de que o espaço-tempo, como o concebemos, pode não ser uma entidade fundamental, mas sim uma propriedade emergente de uma teoria subjacente mais básica, possivelmente de natureza quântica e sem as dimensões espaciais que percebemos.
Essa visão emergente do espaço-tempo desafia nossa compreensão intuitiva da realidade. Se o espaço-tempo não é fundamental, o que é? A resposta pode residir em uma teoria de tudo que unifique a gravidade com as outras forças fundamentais da natureza. A teoria de cordas, na qual Maldacena baseou grande parte de seu trabalho, é uma candidata promissora, propondo que as partículas fundamentais são, na verdade, vibrações de cordas unidimensionais em um espaço de mais dimensões. A correspondência AdS/CFT é vista como uma manifestação concreta dessa teoria em certos cenários.
A pesquisa de Maldacena e de outros físicos teóricos continua a empurrar os limites do conhecimento humano. A busca por uma teoria unificada que reconcilie a relatividade geral e a mecânica quântica é um dos pilares da física fundamental. A possibilidade de o espaço-tempo ser uma construção emergente, em vez de um pano de fundo fixo, abre novas avenidas de investigação e promete uma compreensão mais profunda da natureza da realidade, dos buracos negros e do próprio universo em seus primórdios.
Com reportagem de Brazil Valley
Source · Xataka
