Físicos associam gravidade e informação quântica na derivação da equação de Einstein

A teoria da relatividade geral de Einstein descreve a gravidade como a curvatura do espaço e do tempo causada pela matéria e pela energia. A teoria quântica descreve o mundo microscópico. Investigação noticiada pelo Phys.org a 12 de outubro de 2026 mostra que a gravidade e a informação quântica estão profundamente ligadas e que a forma do espaço-tempo pode ser remontada à forma como a informação é armazenada nos campos quânticos.

Em 1995, o físico Ted Jacobson mostrou que as equações de Einstein podem ser derivadas da termodinâmica, a física do calor e da entropia, tal como as leis que governam um gás emergem do movimento das suas moléculas. Segundo o Phys.org, isto sugeria que a gravidade poderia não ser fundamental, mas emergir de algo mais profundo. O novo estudo, publicado na Physical Review Letters, reconstrói essa derivação recorrendo a métodos matemáticos que ligam a informação quântica à geometria do espaço-tempo.

Os autores utilizam a entropia relativa quântica em vez da noção clássica de entropia. Segundo o Phys.org, a entropia relativa mede quão bem dois estados quânticos podem ser distinguidos, como distinguir uma onda passageira da ondulação constante do mar. O Dr. Albert Much, professor auxiliar de teoria quântica de campos e relatividade geral e coautor do estudo, afirmou: «Mostramos que esta quantidade, avaliada num horizonte — uma fronteira no espaço-tempo para além da qual não pode ser recebida informação —, é igual à energia que flui através desse horizonte.»

Much afirmou que a relação entre a entropia e a área dos horizontes, ilustrada por Bekenstein e Hawking, está bem estabelecida. Disse que combiná-la com o resultado da entropia relativa conduz diretamente às equações que descrevem como a matéria quântica curva o espaço-tempo. Os autores afirmaram que a importância das suas conclusões assenta na genuína novidade da sua prova. Reconheceram que os ingredientes fundamentais da ligação entre informação e gravidade já eram conhecidos e disseram que a relação era frequentemente apresentada através de intuição física e argumentos sugestivos, em vez de provas matemáticas rigorosas.

O Phys.org noticiou que o artigo e conversas extensas com os autores sugerem que a investigação poderá fornecer novas pistas sobre a origem da gravidade, uma conclusão provisória baseada na sua utilização da entropia relativa quântica. Segundo o relatório, a ligação entre entropia e gravidade baseou-se durante décadas em analogias com a termodinâmica clássica. Os autores afirmaram que o trabalho é um passo significativo para a compreensão da gravidade quântica, o problema em aberto de unir a relatividade geral à teoria quântica.