Detecção de mini-buracos negros no LHC poderia indicar universos paralelos em dimensões extras

A possibilidade de que outros universos existem além do nosso próprio universo é tentadora, mas parece quase impossível de testar. Agora, um grupo de físicos sugeriu que o Grande Colisor de Hádrons (LHC), agora o maior acelerador de partículas do mundo, pode ser capaz de descobrir a existência de universos paralelos, se é que eles existam.

Em um novo estudo publicado na Physics Letters B, Ahmed Ali Farag, Mir Faizal, e Mohammed M. Khalil explicam que a chave para encontrar universos paralelos pode vir da detecção buracos negros em miniatura em um certo nível de energia especifico. A detecção dos mini buracos negros indicaria a existência de dimensões extras, que por sua vez apoiariam a teoria das cordas e modelos relacionados que prevêem a existência de dimensões extras, bem como universos paralelos.

“Normalmente, quando as pessoas pensam sobre o multiverso, pensam na Interpretação dos Muitos Mundos da mecânica quântica, onde todas as possibilidades se concretizam”, Faizal disse ao Phys.org. “Isso não pode ser testado e por isso é filosofia e não ciência. Isso não é o que queremos dizer com universos paralelos. O que queremos dizer é universos reais em dimensões extras. Como a gravidade pode fluir do nosso universo para as dimensões extras, tal modelo pode ser testado pela detecção de mini-buracos negros no LHC. Nós calculamos a energia em que seria esperada para detectar esses mini buracos negros no ”arco-íris da gravidade”. Se nós detectarmos mini-buracos negros nesses níveis de energia, então saberemos que a gravidade arco íris e as dimensões extras estão corretas.

A busca continua.

De certa forma, a ideia não é nova. O LHC já foi redirecionado para detectar mini buracos negros, mas veio de mãos vazias. Isto é o que seria de esperar se existirem apenas quatro dimensões, uma vez que a energia necessária para produzir buracos negros em quatro dimensões seria muito maior (10 ^^19 GeV) do que a energia que pode ser obtida no LHC (14 TeV).

No entanto, se existem dimensões extras, pensa-se que elas iriam reduzir a energia necessária para produzir buracos negros a níveis que o LHC pode alcançar. Como Faizal explicou, isso acontece porque a gravidade em nosso universo de alguma forma pode estar fluindo para as dimensões extras. Como o LHC até agora não detectou mini-buracos negros, parece que as dimensões extras não existem, pelo menos não na escala de energia que foi testada atualmente. Por consequência , os resultados não suportavam a teoria das cordas ou universos paralelos.

Em seu artigo, Ali, Faizal, e Khalil oferecem uma interpretação diferente para o porquê mini buracos negros não foram detectados no LHC. Eles sugerem que o atual modelo de gravidade que foi utilizado para prever o nível de energia necessário para a produção de buracos negros não é muito precisa, pois não leva em conta os efeitos quânticos.

De acordo com a teoria geral da relatividade de Einstein, a gravidade é representada pela curvatura do espaço e do tempo. No entanto, aqui os cientistas apontam que esta geometria do espaço e do tempo responsável pela gravidade fica deformada na escala de Planck. Eles usaram a nova teoria do arco-íris da gravidade para explicar essa modificação da geometria do espaço e do tempo perto da escala de Planck, onde os mini buracos negros estão previstos para existir.

Usando o arco-íris da gravidade, os cientistas descobriram que seria necessário um pouco mais de energia para produzir mini-buracos negros no LHC do que se pensava anteriormente. Até agora, o LHC tem procurado mini-buracos negros em níveis de energia abaixo de 5,3 TeV. De acordo com o arco-íris da gravidade, esta energia é muito baixa. Em vez disso, o modelo prevê que os buracos negros podem se formar em níveis de energia de, pelo menos, 9,5 TeV em seis dimensões e 11,9 TeV em 10 dimensões. Uma vez que o LHC foi projetado para atingir 14 TeV em futuras execuções, essas necessidades energéticas previstas para a produção de mini buracos negros devem ser acessíveis em breve.

Muitas interpretações.

Se mini-buracos negros são detectados no LHC, então seria, sem dúvida, apoiar várias ideias: universos paralelos, dimensões extras, a teoria das cordas , e arco-íris-de gravidade com estes dois últimos com implicações para uma teoria da gravidade quântica. Mais obviamente, um resultado positivo seria apoiar a existência de mini próprios buracos negros.

“Se mini-buracos negros são detectados no LHC a energias previstos, não só ele vai provar a existência de dimensões extras e, por extensão universos paralelos, mas que também irá resolver o famoso paradoxo de informação em buracos negros”, disse Ali. Resolvendo o paradoxo é possível porque, no modelo do arco-íris da gravidade, mini buracos negros têm um raio mínimo abaixo do qual não pode encolher.
No entanto, se os buracos negros não são detectados, os cientistas terão de reexaminar a sua compreensão dessas idéias.

“Se os buracos negros não forem detectados nos preditos energia níveis, isso significaria uma das três possibilidades “, explica Khalil. “Primeira, dimensões extras não existem. Segunda, eles existem, mas são menores do que era esperado. Ou terceiro, os parâmetros do arco-íris da gravidade precisão ser revistos. ”

No mundo da física teórica, nunca há apenas uma interpretação, e o mesmo vale para esse problema. Remo Garattini, Professor de Física da Universidade de Bergamo, usou arco-íris da gravidade em seu trabalho sobre regulação divergências ultravioletas, que têm atormentado os modelos de gravidade quântica. Embora ele seja atrativo para muitas das idéias no arco-íris da gravidade, ele ressalta que o papel atual conta com apenas uma proposta, que utiliza uma equação que não elimina as divergências.

“Eu acho que o papel é interessante, mas temos que ter cuidado para extrapolar os resultados usando apenas uma proposta para as funções do arco-íris “, disse Garattini.

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