Observações físicas revolucionárias podem colocar teoria da relatividade em xeque

Modelos que ampliam a teoria física padrão vêm observando novos efeitos não previstos pelas teorias clássicas e suas observações podem revolucionar o nosso paradigma da física atual relacionado à teoria da relatividade. 

O físico teórico brasileiro, prof. Marco Schreck, da Universidade Federal do Maranhão (UFMA), investigou as modificações da relatividade restrita e as limitações da teoria clássica da física através do estudo do efeito conhecido como as radiações de Cherenkov. Este fenômeno acontece quando, por exemplo, um elétron se propaga através de um meio óptico com uma velocidade maior do que a velocidade da luz nesse meio, produzindo uma luz de cor azul bem conhecida quando ocorre na proximidade de reatores nucleares envolvidos por água de refrigeração. Há um outro efeito Cherenkov, que, segundo Schreck, é desconhecido pela maioria dos físicos, porque ele ocorre somente quando partículas com massa podem viajar mais rapidamente do que os fótons no vácuo. 

"Se a radiação de Cherenkov ocorrer no vácuo […] os raios cósmicos perderiam as suas energias rapidamente quando viajam de sua fonte para a Terra. Nessas circunstâncias, os raios cósmicos de uma certa energia simplesmente não existiriam", explica. 

"Para procurar desvios da relatividade restrita, precisamos de um modelo para expressar tais desvios em termos de grandezas adicionais que não aparecem na relatividade restrita. Encontrando um comportamento em um experimento que não é esperado de acordo com as leis da relatividade restrita se traduz em valores definidos dessas grandezas adicionais. Isso nos permitiria quantificar o nivel da validade da relatividade restrita", elabora o físico brasileiro. 

"Como os raios cósmicos são detectados na Terra todos os dias, deve assumir-se que qualquer modificação da relatividade restrita [se existir na natureza] é tão pequena que não impede que essas partículas cheguem na Terra", observa.   

Com isso, ele conclui, a partir de dados experimentais da detecção de raios cósmicos, que a relatividade restrita pode ser considerada como uma excelente descrição da natureza, visto que "se modificações existirem, elas devem ser minúsculas".

Marco Schreck acrescenta, entretanto, que, "mesmo que essas modificações sejam pequenas, elas podem ser aprimoradas para raios cósmicos de energias muito altas". "Além disso, é possível que tais partículas viajem distâncias de milhões de anos-luz. Pequenas modificações aumentariam gradualmente no caminho para a Terra, alterando o comportamento esperado dessas partículas", acrescentou. 

O pesquisador destaca também que a observação do efeito Cherenkov pode mudar a base do nosso paradigma físico atual, na medidade em que os desvios da relatividade restrita podem modificar a velocidade da luz ou a velocidade máxima de partículas com massa. 

"Há um fenômeno chamado birrefringência, o que significa que um raio de luz se divide em dois em certos meios ópticos. Modificações da relatividade restrita poderiam produzir esse efeito no vácuo. Um pulso de luz emitido por uma estrela distante da Terra seria então dividido em dois pulsos ao longo do caminho para a Terra", afirmou. 

Marco Schreck conclui que a mudança mais drástica para a teoria da física clássica em caso de estabelecer uma limitação à relatividade restrita, seria se certas partículas exibissem um comportamento inusitado. "Por exemplo, um próton poderia perder energia no vácuo […] Além disso, um fóton poderia decair em outras partículas, o que é impossível desde que a relatividade restrita seja válida. Observar um desses efeitos seria revolucionário, pois mudaria a própria base de nosso paradigma físico", destaca o físico brasileiro.