Grávitons


O que são grávitons? Segundo a Wikipédia, “Na Física, o Gráviton (português brasileiro) ou Gravitão (português europeu) é uma partícula elementar hipotética que seria a responsável pela transmissão da força da gravidade na maioria dos modelos da teoria quântica de campos.

A teoria postula que os grávitons sempre são atrativos (gravidade nunca repele), atuando além de qualquer distância (gravidade é universal) e vêm de um ilimitado número objetos. Portanto, se o gráviton existir, deve ser um bóson de spin par e igual a dois, e deve ter uma massa de repouso zero, segundo a Mecânica Quântica.

Explicação simples e direta, o gráviton é um pedacinho do nada criado para explicar a gravidade, podendo ser apenas fruto da imaginação dos físicos. E por falar em imaginação, temos no mundo Marvel, o vilão Graviton.

Durante um experimento, Franklin Hall foi sobrecarregado de partículas sub-graviton por causa de uma explosão em um acelerador de partículas que misturaram suas moléculas. Recuperando-se do acidente, Hall descobriu que podia controlar mentalmente gravidade.

E o gráviton é comentado em Jornada nas Estrelas, é uma partícula elementar que transmite a força da gravidade. É usado para uma variedade de efeitos envolvendo forças de atração/repulsão usados em raios tratores, para gerar a gravidade artificial em naves ou para criar anti-gravidade . O oposto de um gráviton é uma anti-gráviton.

Ainda segundo o universo de Jornada nas Estrelas,  o gráviton foi postulado na Terra pelos físicos no século XX como uma conseqüência da teoria da gravitação quântica. Na medida em que os grávitons são utilizados na produção de gravidade artificial , tanto as naves Vulcanas quanto nas naves da Terra estavam usando grávitons para fins práticos no final do século XX.

Até o século XXIV , as naves da Frota Estelar tinham a capacidade de produzir grávitons como um campo e/ou um feixe de uma nave espacial. (Star Trek: The Next Generation (TNG): “The Best of Both Worlds“; Star Trek: Voyager (VOY): “Caretaker“).

Bom, depois dessas explicações todas vem o motivo do post: Mário Novello, cosmólogo brasileiro propõe uma solução a um mistério que um dos grandes físicos da modernidade, o Prêmio Nobel norte-americano Steven Weinberg, da Universidade do Texas, chamou de “quebra-cabeça“. E, ainda, afirma que o gráviton deve ter uma massa. É uma afirmação audaciosa, sobre algo que os físicos nem são capazes de dizer que existe de fato.

Como explicar isso? Segundo Novello, o gráviton representa a coisa que existe em maior quantidade em todo o Universo. Dez elevado a cento e vinte, é o total de grávitons no Universo. Esse número gigantesco, em notação científica, fica mais elegante: 10120. Mas nem por isso menos absurdo. É apenas uma maneira econômica de escrever um “1” seguido por 120 “zeros”.

Caso suas conclusões sejam verdadeiras, os grávitons são a coisa mais abundante existente em todo o cosmos. Para que se tenha uma idéia, os físicos estimam que os fótons – as partículas de luz – sejam “apenas” 1080. Em contraste, os grávitons seriam 100 trilhões de bilhões de bilhões de bilhões (1040) de vezes mais numerosos.

Essa conclusão, publicada pelo físico num artigo na revista científica “Classical and Quantum Gravity“, chamou a atenção da comunidade científica. Foi um dos dez estudos mais lidos nessa publicação no ano passado.

Agora, o físico brasileiro, que trabalha no CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas), no Rio, acaba de dar um passo além nesse esforço teórico. Num estudo ainda não publicado, ele conseguiu ligar um número que Weinberg chamou de “quebra-cabeça da constante cosmológica” à hipótese dos grávitons com massa.

Essa história toda entra tanto na relatividade geral e a mecânica quântica, as duas teorias fundamentais da física contemporânea. A primeira só diz respeito à gravitação, que interpreta como um fenômeno geométrico, derivado das próprias características do espaço-tempo (conjunto indissolúvel que agrega as três dimensões espaciais e a dimensão temporal).

A segunda abarca as três outras forças da natureza, que mantêm os núcleos atômicos coesos, explicam os processos radioativos e os efeitos elétricos e magnéticos. Para a mecânica quântica, as forças são carregadas por partículas. Por exemplo, as forças eletromagnéticas são transmitidas pelos fótons, pacotes mínimos de energia também chamados partículas de luz.

A concepção do gráviton , como a explicação acima, é justamente uma tentativa de conformar a gravidade ao esquema de mundo da mecânica quântica – esforço importante para entender objetos em que tanto os efeitos gravitacionais quanto os efeitos quânticos são importantes, como os buracos negros (astros tão densos que a gravidade impede até a luz de escapar deles).

Novello admite que a relatividade geral de Albert Einstein, concebida em 1915, não tem muito espaço para o gráviton em suas equações. No entanto, ele decidiu trabalhar com uma segunda versão da teoria, elaborada em 1917 pelo mesmo Einstein, onde  apresenta outra circunstância em que a constante cosmológica pode ser aplicada. Segundo ele, lambda pode muito bem representar o valor da massa do gráviton.

Fonte: Folha Online

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14 Respostas para “Grávitons

  1. Tenho tecido algumas considerações sobre a gravitação universal e sua
    partícula historicamente denominada “gráviton”. Depois de um relativa-
    mente exíguo raciocínio matemático, concluo que o gráviton tem massa não nula, embora seja pequeníssima. O valor numérico dessa massa em kg pode ser dada por: 0.35 x 10-42 kg(dez na menos 42 kg). Isso é obtido simplesmente pela equação: mc = h/2pi para o momento quântico
    e m = h/2pic para a massa que suponho ser do gráviton(ou “fóton” de
    gravitação).
    h = 6.63 x 10-34, c = 3 x 108 e pi = 3.1415…

    • Porto Alegre, 26 de agosto de 2010.

      Chamando gráviton partícula de massa h/2pic = 0.35 x 10-42 kg
      posso ousar e supôr que essa pequena partícula pode represen- tar o Começo de Tudo e, assim, se constituir no procurado Bosom de Higgs. Se o universo é creatio ex nihilo, tudo o que
      existe pode ser considerado surgir de uma única partícula como
      esta submetida a um proto-universo(em potencial) o qual deter-
      minaria uma densidade assimptótica inicial(singularidade).

  2. Prezado professor Marcellus,

    Tenho meditado muito sobre a gravitação e, claro, sobre o gráviton. Escrevi algo a respeito cujo texto coloco ao seu dispor, em http://www.kosmologblog.blogspot.com/

    Gravidade: tudo parece se passar como se…
    .
    A gravidade não causa acelerações; é uma aceleração: a aceleração local da expansão do Universo.
    .
    Resumo: neste trabalho procura-se mostrar, por meio de um processo gráfico simplificado, que a interação gravitacional, se for considerada conseqüência da curvatura do espaço-tempo tal como estabelecido na Teoria da Relatividade Geral, prescinde da ação de força e da correspondente partícula portadora, diferentemente das demais interações fundamentais.

    Parabéns pelo seu blog; gostei muito.

    Abraços, G. G. da Silva
    kosmologblog@gmail.com

  3. Marcellus,

    Renovo meus agradecimentos por sua visita ao meu blog, como declarei logo após seu gentil comentário. A chamada para fu2re na seção “Vale a pena visitar” já está registrada.

    Você me diz que leu meu artigo, mas nada comentou sobre seu item 2, “O modelo simplificado da cama elástica”, no qual há uma referência a gravuras como a do poço gravitacional que ilustra a matéria acima (a Terra deformando a treliça do espaço nas suas imediações).

    Apreciaria um comentário crítico seu, e de seus leitores, pois aí se encontra uma síntese de minhas crenças pela não existência do gráviton.

    Abraços, G
    kosmologblog@gmail.com

    • Eu fiz um comentário em Artigo de fundo, do seu blog: “Artigo interessante, algumas idéias precisam de mais aprofundamento. Eu entendi o exemplo do balão cósmico, mas como funcionaria essa expansão? Digo fisicamente e matematicamente falando.

      Concordo que fui genérico na pergunta, então vamos falar sobre o ponto questionado “O modelo simplificado da cama elástica”. O ponto que eu pediria mas esclarecimentos seria sobre as dimensões, por sinal eu escrivi um post sobre o assunto em Dimensões. Seria interessante resaltar a diferença entre a dimensão geométrica e dimensão temporal.

      Ainda sobre dimensão, quando você fala “A superfície não deformada de uma cama elástica tem duas dimensões; se deformada pelo peso de uma bola de boliche continua bidimensional, mas sua representação passa a exigir três dimensões, dentro, portanto, da capacidade humana de visualização.” A cama elástica tem três dimensões, sempre terá, apenas podemos simplificá-la representando-a em duas dimesões. Quando o peso é aplicado sobre ela, a cama que sempre teve três dimensões, apenas não pode mais ser representada em duas dimensões, pelo menos não da mesma forma.

      Sobre meu questionamento anterior, o “balão cósmico” não explica porque os planetas não estão se afastando de suas estrelas, nem porque as galáxias não estão aumentando também. Vale lembra que a inércia pura e simplismente não explica a atual expansão do Universo. Os cálculos matemático não explicam esse tipo de expansão.

  4. Marcellus,

    O Blogger, administrador cibernético do meu provedor de blog, não me alertou sobre seu comentário no artigo de fundo; ou alertou e comi mosca…

    Na verdade, não foi um comentário, mas sim uma réplica. Réplicas, e quando inteligentes como a sua, não podem ser respondidas improvisadamente em comentário, senão numa tréplica bem pensada e melhor escrita.

    Vou tentar respondê-la ponto por ponto, mas não agora, pois suas indagações merecem toda minha consideração.

    Abraços, G

  5. Venho trabalhando em gravidade quantica a algum tempo e ja tenho meus primeiros frutos ….pois acredito q possa existir nao somente gravidade repusiva quanto escalas de intensidade gravitacional.

  6. Não sabemos o que é a gravidade. Podemos portanto especular. Em minha opinião, a gravidade tem como seu opositor a força centrífuga. As duas se equilibram e mantém todos os corpos juntos e espalhados no universo. A gravidade só atrai. A força centrifuga só repele. As duas em conjunto, regem todo o universo. Notamos que a gravidade depende do movimento de um corpo. Movimento este que pode ser de rotação que também gera uma força magnética que mantém a partícula unida.
    Um corpo girando aumenta sua gravidade, porque gera uma força centrífuga e quanto maior a rotação maior estes dois fatores (quanto mais veloz você está, mais pesado você fica). Concluímos que o boson de higgs não é uma partícula e sim uma energia (energia gravitacional quântica). O spin de uma partícula cria uma gravidade nesta partícula que somada a várias outras dá gravidade ao átomo que por sua soma dá gravidade a um corpo. Se este corpo girar, aumenta sua gravidade, como no caso das estrelas de neutrons, magnetaris, etc.

  7. Não existem os grávitons nem ondas gravitacionais que ainda não foram e nem serão detectadas. A gravidade age, não em ondas, mas continuamente.
    Os grávitons por enquanto são partículas hipotéticas e ondas gravitacionais detectadas recentemente, foram desmentidas dias depois. Estamos no mesmo ponto que há séculos atrás. Continuo afirmando que a gravidade é a força centrípeta. Um exemplo seria amarrar dois pesos no espaço e faze-los girar um em torno do outro, mantendo a corda esticada pela força centrífuga. A corda seria a força centrípeta, ou a gravidade. Se esta corda for cortada ou se partir, os dois pesos serão lançados para o espaço instantaneamente, independente da distancia entre os corpos. Faltará a gravidade. A velocidade da gravidade é superior a da luz. Ela é instantânea. É esta velocidade que rege o entrelaçamento quântico. O universo está equilibrado dinamicamente. Qualquer desequilíbrio causa uma reação que o equilibra instantaneamente.

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