Poderia a “gravidade quântica” nos ajudar a encontrar a uma eventual e misteriosa 5ª força?

"O primeiro passo não é técnico, mas mental: convencer-se de que um caminho possível realmente existe."

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Por Robert Lea

Traduzido e adaptado por Marco Centurion

Durante décadas, cientistas têm procurado uma quinta força fundamental da natureza capaz de explicar aspectos misteriosos do universo, como a energia escura e a matéria escura. Esses são componentes do cosmos que simplesmente não podem ser explicados pelas quatro forças fundamentais que conhecemos: a gravidade e o eletromagnetismo, além das forças nucleares forte e fraca.

Ilustração artística da conexão entre a gravidade quântica e possíveis desvios da lei de Newton. (Créditos da imagem: INAF)

Além disso, enquanto a busca por essa força prosseguia, os pesquisadores também vinham procurando desesperadamente por uma teoria da gravidade quântica. Isso porque a gravidade quântica pode unir a melhor descrição que temos do universo em grandes escalas, como a teoria da relatividade geral de Albert Einstein, à física do mundo subatômico, ou seja, à mecânica quântica. Ambas as teorias surgiram no início do século XX e foram confirmadas experimentalmente repetidas vezes, mas continuam se recusando obstinadamente a se encaixar em uma única teoria unificada.

Agora, porém, essas duas buscas científicas se cruzaram. Uma nova pesquisa construiu uma estrutura teórica de gravidade quântica e descobriu que ela, de fato, oferece pistas sobre possíveis quintas forças fundamentais da natureza.

As descobertas da equipe revelam que nem todas as propostas potenciais para uma quinta força fundamental são compatíveis com essa estrutura. Essa força se manifestaria como um pequeno desvio da lei da gravitação de Isaac Newton em distâncias muito pequenas e seria descrita por dois parâmetros, que são a sua intensidade e o alcance em que atua. Em essência, a pesquisa pode restringir a busca por uma quinta força fundamental.

“Um dos principais desafios foi superar um obstáculo primordialmente conceitual: a gravidade quântica é frequentemente vista como um tema extremamente abstrato, quase impossível de conectar a fenômenos observáveis. De certa forma, é como estar diante de uma face de montanha que todos consideram impossível de escalar. O primeiro passo não é técnico, mas mental: convencer-se de que um caminho possível realmente existe. Este trabalho nasce precisamente dessa ideia: buscar uma conexão concreta entre a física de escalas infinitesimalmente pequenas e fenômenos potencialmente observáveis no mundo real.”

afirmou Alfio Bonanno, do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), em uma declaração enviada por e-mail e traduzida do italiano.

A estrutura de gravidade quântica explorada pela equipe é chamada de “segurança assintótica” (asymptotic safety), que sustenta que a gravidade pode permanecer consistente e controlada mesmo em altas energias graças a uma interrupção no aumento da intensidade da atração gravitacional. Para que essa teoria permaneça válida em níveis elevados de energia, Bonanno e seus colegas descobriram que tanto o alcance quanto a intensidade de uma quinta força fundamental seriam limitados, resultando em uma região excluída para esses parâmetros.

“O aspecto mais empolgante é que parte da região teoricamente excluída ainda não foi explorada experimentalmente. Isso significa que futuras medições gravitacionais de alta precisão poderão testar diretamente, e potencialmente refutar, essa classe de modelos inspirados na gravidade quântica.”

conforme Bonanno.

Normalmente, os físicos formulam hipóteses sobre novas forças e depois determinam se elas podem ser detectadas experimentalmente. Esta pesquisa segue um caminho diferente, descartando certas possibilidades para as características de uma força proposta. O fato de que grande parte da região excluída pela equipe ainda não foi explorada experimentalmente estabelece as bases para a realização de medições precisas da gravidade capazes de testar a gravidade quântica.

“Nosso estudo mostra que a gravidade quântica pode não ser apenas uma teoria válida em energias extremas e inacessíveis, mas também pode ter consequências concretas e testáveis em escalas muito maiores. A física de distâncias infinitesimalmente pequenas pode deixar vestígios observáveis no mundo macroscópico: algumas possíveis novas forças da natureza seriam descartadas não por experimentos, mas diretamente pelas leis fundamentais da teoria.”

afirmou Emiliano Glaviano, do INAF, na declaração.

Esta pesquisa se aplica tanto à física das minúsculas escalas da mecânica quântica, onde a gravidade quântica deveria emergir, quanto às escalas de objetos planetários. Assim, vestígios dessa teoria da gravidade quântica, ou de uma quinta força fundamental manifestando-se como desvios das leis de Newton, deveriam ser testáveis por meio de uma ampla variedade de experimentos.

Isso inclui o uso de uma técnica chamada interferometria atômica ou de sensores quânticos para realizar medições em todo o Sistema Solar, como o rastreamento a laser da Lua (lunar laser ranging), ou em escalas astronômicas mais amplas, como a medição da dinâmica dos planetas.

A pesquisa da equipe foi publicada na edição de maio da revista científica Physical Review Letters e pode ser lido na íntegra aqui.

Artigo encontrado no site Space.com (originalmente publicado em 16/06/2026)

Link para acesso ao original: https://www.space.com/astronomy/we-have-4-fundamental-forces-of-nature-quantum-gravity-could-help-lead-us-to-a-mysterious-5th