Pergunta: O que é Gravitação Quântica em Loop?

Resposta: A Gravitação Quântica em Loop ou laço (LQG por vezes abreviado) é uma teoria que busca expressar a moderna teoria da gravidade (ou seja, a teoria da relatividade geral de Einstein) em um formato quantificado. A abordagem envolve a visualização do espaço-tempo como quebrado em pedaços discretos. Ela é vista por muitos como a alternativa mais bem desenvolvida para a gravidade quântica fora da teoria das cordas.

História da Gravitação Quântica em Loop

O início da gravidade quântica em loop se deu por volta para 1986, quando Abhay Ashtekar desenvolveu uma formulação quântica de equações de campo da relatividade geral de Einstein. Em 1988, os físicos Lee Smolin e Carlo Rovelli estenderam essa linha de trabalho, e, em 1990, mostraram que a gravidade é quantificada sob esta abordagem, que pode ser vista usando redes da rotação de Roger Penrose.

Em suma, a abordagem de rede rotação da gravidade quântica em loop mostra o espaço-tempo como uma série de peças que estão ligadas umas as outras. Isto pode ser visualizado por pontos (ou nós) que representam as peças de espaço-tempo ligadas por linhas - por outras palavras, o espaço-tempo pode ser visto como uma rede de nós quânticos.

A estrutura do espaço-tempo suave explícita na relatividade geral é o que você vê quando você faz um "zoom out" da escala quântica até a escala maior.

Implicações da Gravitação Quântica em Loop

Tal como acontece com todos os físicos teóricos, explorar este reino - bem como a física e a matemática envolvida - a este nível é extremamente complexo. Há muito debate sobre os méritos da gravitação quântica em loop, especialmente em comparação com outras abordagens, tais como a teoria das cordas.

Os entusiastas da gravitação quântica em loop levantam três sucessos desta abordagem:

1. Ela quantifica a geometria espacial 3-dimensional da relatividade geral;
2. Ela permite o cálculo de entropia dos buracos negros;
3. Em vez de uma singularidade infinita no momento do big bang, a teoria prevê um grande salto.

Estes são sucessos no sentido de ser provas rigorosas dentro física matemática, porque foram ainda verificados experimentalmente (e, no caso da predição do grande salto, é provável que nunca seja).

A previsão da entropia do buraco negro era (e é) vista por muitos como o maior sucesso da teoria, porque a gravidade quântica em loop foi acreditada para fornecer uma maneira explícita para descrever os estados quânticos de um buraco negro, e produziu resultados que combinavam com as previsões sobre a entropia dos buracos negros feitas por Stephen Hawking e outros na década de 1970.

Alguns físicos teóricos, tais como Brian Greene em Tecido do Cosmos e Lee Smolin em Três Caminhos para a Gravidade Quântica, expressaram o ponto de vista de que a gravidade quântica em loop e teoria das cordas acabará por mostrar expressões diferentes da mesma estrutura física subjacente. A esperança é que a pesquisa nestas duas áreas acabará por dar insights, permitindo uma teoria fundamental mais abrangente que descreva a teoria quântica de base que permita uma bem sucedida teoria do campo unificado que concilie totalmente a relatividade geral com o modelo padrão da física de partículas.

Veja também: 

Em busca de Teoria de Tudo - O que é Gravitação Quântica?

traduzido e adaptado de Physics