20 August 2006

Debate sobre a teoria de cordas

A teoria de cordas vem sendo duramente criticada, já por algum tempo, por diversos motivos. Isso levou à publicação de dois livros, um de Peter Woit, com o título "Not Even Wrong", o mesmo título de seu blog, e mais recentemente um novo livro apareceu, de Lee Smolin, chamado " The Trouble with Physics". Li uma versão preliminar do livro do Woit e ainda não vi o livro do Smolin.

É claro que esses livros levaram a um debate acalorado nos blogs. Muitos comentários foram feitos, a grande maioria de forma pessoal, o que não considero muito útil. Entretanto, Aaron Bergman recebeu o livro de Woit para uma resenha e o que ele escreveu é bastante equilibrado. Apesar de trabalhar em teoria de cordas, Bergman faz um balanço da área, e reconhece tanto os pontos positivos quanto os negativos. A resenha pode ser encontrada aqui. A resposta de Peter aos comentários de Bergman podem ser encontrados aqui.

A publicação desses livros levou a discussão para o grande público. Isso fez com que a NPR, National Public Radio, uma rede de rádio não comercial americana, promovesse um debate entre Lee Smolin e Brian Greene. A discussão é muito boa. Clique em "listen" para ouvir o debate. Lubos Motl fez um resumo do debate de forma tendenciosa, como sempre . Entretanto, ele escreveu um post bastante interessante sobre uma forma figurada que o Lee Smolin usou durante a entrevista. Lee comparou a busca de uma teoria quântica da gravitação com a escalada da montanha mais alta que existe. Só que ele se esqueceu que o caminho para a atingir o topo é para cima.

O fato da teoria de cordas estar sendo criticada por tantos anos e ainda assim conseguir atrair os estudantes mais talentosos e fazer com que o número de pesquisadores na área continue a crescer é bastante curioso. De fato, é preciso trabalhar em cordas para compreender o que acontece. Entrar na área é difícil pois não há um roteiro bem definido. Para estudar loop quantum gravity tudo o que se precisa saber é relatividade geral, mecânica Hamiltoniana e teoria quântica de campos. Isso é o básico. Em teoria de cordas o básico não é tão claro. Voce deve saber relatividade geral e teoria quântica de campos, mas dependendo do rumo que voce quer tomar, precisa saber também teoria de campos conforme, integrais de trajetória, quantização à la BRST, anomalias, topologia em duas dimensões, supersimetria, spinores em diversas dimensões, teoria de campos supersimétrica, BPS, QCD, o modêlo padrão, Calabi-Yau, topologia em dimensões superiores a dois, geometria algébrica, anti De Sitter, sólitons, instantons, teoria quântica de campos não perturbativa, ... Muita coisa mesmo. Pode-se ficar sem rumo nesse emaranhado e sem dúvida loop quantum gravity é mais direto. Porisso não é surpreendente que apenas estudantes capazes de encarar grandes desafios decidam entrar na área. Porque a teoria de cordas continua a crescer? Quem trabalha em cordas sabe, como descrito no review de Bergman , que a teoria não é "the only game in town", ela é "the best game in town". Nenhuma outra teoria que estende o modêlo padrão e que contém a relatividade geral produziu tantos resultados novos quanto a teoria de cordas. Os inúmeros testes de consistência a que a teoria foi submetida e o fato de ter passado em todos eles é o mais forte indicativo que estamos na direção correta.

3 comments:

Christine said...

Oi Victor,

Costumo procurar ter sempre uma visão ampla sobre a questão da gravitação quântica, tendo em vista que estou apenas estudando o assunto e não ouso me posicionar contra ou fazer críticas pois, realmente, como você falou, é necessário muito estudo e isso leva tempo.

Acho a teoria de cordas interessante e espero um dia ter uma visão um pouco melhor da que eu tenho hoje. E realmente *hoje* posso dizer que teorias alternativas como Loop Quantum Gravity, que conceitualmente me parecem relativamente mais simples de se entender, e a questão da independência de background, que me interessa principalmente pela questão do princípio de Mach, são fatores que me levam a estudar essas teorias num primeiro momento.

Um outro fator que me leva dar menor prioridade ao estudo da teoria de cordas é a crítica que Peter Woit custuma fazer sobre a questão da teoria de cordas não oferecer nenhuma previsão observacional/experimental concreta. Um paper que também me fez desinteressar um pouco sobre a teoria de cordas foi o do Amelino-Camelia et al., gr-qc/0501053 - The Search for Quantum Gravity Signals, extrato:

"String theory may predict many new low-energy effects, but it can also be easily tuned to avoid all of them."

Gostaria de saber sua opinião geral sobre este ponto, assim como o problema dos 10^500 vácuos previstos pela teoria de cordas e como alguns têm trazido a questão do Princípio Antrópico para tentar resolver esse problema.

Muito obrigada,
Christine

quarkup said...

string theory para mim é simplesmente deliciosa porque é bonita nas suas teorias e representa um grande desafio se não maior a nivel de ciências .
gostei muito do seu blog cheio de coisas que eu estou a começar a descobrir .

Victor Rivelles said...

Christine,

Desculpe responder tão tarde mas o blogger parou de me enviar e-mails avisando que alguém havia feito comentários. Só hoje percebi que havia vários comentários do mes passado.

Tanto LQG quanto teoria de cordas estão longe de fazer qualquer previsão que possa ser confirmada experimentalmente. Se o LHC achar supersimetria ou dimensões extras isso será uma evidência muita forte a favor de cordas, mas não um prova definitiva. Voce deve notar também que há um número crescente de papers que tentam conectar a teoria de cordas com a realidade. Para mim, o campo mais promissor para isso é a cosmologia.

O fato da teoria de cordas prever um número muito grande de vácuos não constitui um problema. É assim que todas as outras teorias funcionam: voce precisa fornecer as condições iniciais. O princípio antrópico é utilizado apenas para restringir a escolha das possíveis condições iniciais restringindo aquelas que fornecem um universo parecido com o nosso. Entretanto, ainda não está excluida a possibilidade que a teoria de cordas tenha apenas um único vácuo não perturbativo. O setor não perturbativo ainda não é compreendido completamente e ninguém descarta a possibilidade disso vir a acontecer. Como o setor não perturbativo é complicado o pessoal vai se virando com o princípio antrópico.

Concordo com voce que a dependência com o background na teoria de cordas não é agradável. Porém, isso não impediu o desenvolvimento da teoria. A teoria de cordas cresceu muito mais que a LQG, talvez indicando que a dependência de background não seja assim tão importante.

O fato de eu achar que a teoria de cordas é superior a LQG se deve ao fato de que é possível calcular espalhamento envolvendo grávitons na teoria de cordas. Voce tem uma teoria perturbativa para a gravitação.Isso é um grande avanço. É algo de concreto. Além disso, a correspondência AdS/CFT é impressionante. Acho que seria um desperdicio muito grande da natureza se ela não usasse essas estruturas.