Durante mais de um século, os físicos ponderaram uma ideia radical: o nosso universo pode conter dimensões ocultas para além das três familiares do espaço e uma do tempo. Embora não tenhamos detetado estas dimensões adicionais diretamente, o conceito oferece uma explicação convincente para um dos maiores mistérios da física – porque é que a gravidade é tão notavelmente fraca em comparação com outras forças fundamentais.
O problema da hierarquia
A força da gravidade é surpreendentemente fraca. É bilhões de vezes mais fraco que o eletromagnetismo ou as forças nucleares forte e fraca. Esta discrepância, conhecida como “problema da hierarquia”, tem intrigado os cientistas há décadas. Por que a gravidade se comporta de maneira tão diferente? Uma resposta potencial: a gravidade não é nada fraca; é apenas diluído ao se espalhar em dimensões que não podemos perceber.
Liberdade Única da Gravidade
O modelo padrão da física de partículas confina outras forças ao nosso espaço-tempo quadridimensional. Mas se existirem dimensões extras, a gravidade poderá ser a única força capaz de acessá-las. Isto explicaria porque nos parece tão fraco: a sua força está distribuída por um volume maior do que imaginamos. Imagine um fluxo de água fluindo para um rio mais largo – o fluxo parece mais fraco porque está espalhado.
Dimensões enroladas
Se essas dimensões extras são reais, por que não as vivenciamos? A teoria predominante sugere que eles estão “enrolados” em escalas incrivelmente pequenas, como a circunferência de um tubo bem enrolado. Movemo-nos constantemente através destas dimensões, mas elas são demasiado pequenas para que as percebamos. É análogo a um fóton viajando ao longo da borda desse tubo: ele avança, mas também circunda a circunferência, adicionando uma dimensão invisível ao seu caminho.
Testando a Teoria
Uma maneira de detectar essas dimensões ocultas é através de colisões de partículas de alta energia. Se a gravidade for mediada por partículas sem massa chamadas grávitons, e esses grávitons puderem acessar dimensões extras, eles deverão parecer ter massa. Isto se manifestaria como uma variedade infinita de massas de grávitons, detectáveis em experimentos com colisores. Até agora, no entanto, nenhuma dessas partículas foi observada.
Modelo Randall-Sundrum
Para conciliar a falta de evidências experimentais com a necessidade de dimensões extras, os físicos Lisa Randall e Raman Sundrum propuseram um refinamento: permitir que as dimensões extras tenham curvatura. Esta geometria “deformada” permite dimensões maiores que explicam a fraqueza da gravidade, permanecendo indetectáveis pelos aceleradores atuais.
A existência de dimensões extras ainda não foi confirmada, mas continua sendo uma teoria importante entre os físicos.
A ideia de dimensões ocultas é especulativa, mas aborda com elegância o problema da hierarquia. Se experiências futuras irão confirmar ou refutar a sua existência permanece uma questão em aberto. Mas a possibilidade de que o nosso universo seja muito mais rico e estranho do que percebemos continua a impulsionar a exploração teórica e experimental.
