Slinky Field: uma nova visão qualitativa de quantização do espaço-tempo

Abstract

A busca por uma teoria de gravitação quântica é um problema de quase um século da Física. Algumas teorias atuais no tema, como a Teoria de Cordas e a Gravidade Quântica em Loop, têm mostrado avanços, porém nenhuma ainda foi confirmada ser uma solução válida devido a dificuldades em realizar experimentos que possam comprová-las. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi explicar a construção matemática da Teoria da Relatividade, desde sua forma restrita até sua forma geral, e apresentar a Teoria Quântica de Campos para então propor, ao final, uma nova visão autoral qualitativa de quantização do espaço-tempo. Tal visão é baseada em “blocos” de construção chamados estruturas slinky. Essas estruturas podem acoplar-se tanto umas às outras, formando o campo slinky oscilante, como acoplar-se a campos quânticos para interagir com eles transportando matéria e energia das partículas para pontos de acoplamento, que representam posições quantizadas no espaço-tempo em que as partículas podem ocupar. Mostrou-se ainda como o campo dos fótons é responsável pela expansão do campo slinky e, consequentemente, do Universo, através de sua perda de energia devido ao redshift cosmológico. Ou seja, foi proposta a manutenção da conservação de energia em regime global, que é originalmente válida somente de forma local devido à simetria temporal, conforme explica o Teorema de Noether.

The search for a theory of quantum gravity is a nearly century-old problem in Physics. Some current theories on the topic, such as String Theory and Loop Quantum Gravity, have shown progress, but none has yet been confirmed as a valid solution due to difficulties in performing experiments that can prove them. Thus, the objective of this work was to explain the mathematical construction of the Theory of Relativity, from its restricted to its general form, and to present Quantum Field Theory, to then propose, in the end, a new, qualitative, authorial vision of the quantization of spacetime. This vision is based on building "blocks" called slinky structures. These structures can couple both to each other, forming the oscillating slinky field, and to quantum fields to interact with them, transporting matter and energy from particles to coupling points, which represent quantized positions in spacetime that the particles can occupy. It was also shown how the photon field is responsible for the expansion of the slinky field and, consequently, the Universe, through its energy loss due to cosmological redshift. That is, the maintenance of energy conservation in a global regime was proposed, which was originally valid only locally due to temporal symmetry, as explained by Noether's Theorem.