How big is Espuma quântica?

A espuma quântica é uma estrutura proposta para o espaço e o tempo nas menores escalas possíveis, nas quais eles se agitariam e flutuariam em vez de serem lisos. Ela nunca foi observada diretamente, então os 9,3 × 10⁻³⁶ metros mostrados acima não são uma medição. Esse número é 9,3 dividido por um 1 seguido de 36 zeros. Os físicos esperam que a espuma, se existir, apareça em torno do comprimento de Planck, 1,6 × 10⁻³⁵ metros, cerca de 1,7 vezes o valor mostrado.

Tamanho

O espaço-tempo é formado pelas três dimensões do espaço junto com o tempo. Em toda escala que pode ser medida, ele parece liso. Mas partes da mecânica quântica, a teoria que explica os átomos e as partículas, preveem que ele não permaneceria liso em escalas muito menores. Regiões minúsculas mudariam o tempo todo, e o espaço e o tempo deixariam de ter valores definidos.

Uma espuma como essa não tem uma borda que se possa medir, então o que as teorias oferecem, em vez disso, é uma escala: a distância na qual a espuma apareceria. A NASA a situa em torno da largura do núcleo de um átomo de hidrogênio dividida por 100 bilhões de bilhões (10²⁰). Isso dá, aproximadamente, o comprimento de Planck, a escala na qual os efeitos quânticos da gravidade devem se tornar importantes. A escala exata depende da teoria, e os físicos ainda não têm uma teoria testada que una a gravidade à mecânica quântica.

Comparações de tamanho

A escala esperada da espuma é aproximadamente igual ao comprimento de Planck, o próximo objeto maior no explorador.
Um próton, com cerca de 1,7 femtômetros de diâmetro, é cerca de 100 bilhões de bilhões (10²⁰) vezes mais largo que a escala esperada da espuma. Um femtômetro equivale a 10⁻¹⁵ metros.
Se a escala da espuma fosse ampliada ao tamanho de um fio de cabelo humano, cerca de 0,1 milímetro, um próton teria cerca de um ano-luz de diâmetro. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano.
Os quasares observados pelo Chandra no teste de 2015 descrito abaixo estão a cerca de 12 bilhões de anos-luz de distância. Essa distância é cerca de 7 × 10⁶⁰ vezes a escala esperada da espuma, por isso pequenos efeitos poderiam se acumular ao longo do caminho.

De onde surgiu a ideia

O físico John Wheeler, da Universidade de Princeton, criou a ideia da espuma quântica e deu-lhe esse nome. A mecânica quântica já previa que partículas pudessem surgir e desaparecer brevemente. Wheeler imaginou algo além disso: o próprio espaço-tempo transformado em uma espuma de formas distorcidas. Wheeler também popularizou o termo “buraco negro”.

Testando a espuma

A espuma é pequena demais para ser vista diretamente, então os astrônomos buscam seus efeitos sobre a luz. Se o espaço-tempo for espumoso, a distância percorrida pela luz oscilaria em quantidades minúsculas. Em alguns modelos, essas oscilações se acumulam ao longo de bilhões de anos-luz, até que objetos distantes fiquem borrados demais para serem vistos.

Em 2015, uma equipe liderada por Eric Perlman, do Florida Institute of Technology, testou essa ideia usando quasares. Um quasar é um objeto muito brilhante, alimentado pela matéria que cai em direção a um buraco negro gigante. O Observatório de Raios X Chandra e o Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi, ambos da NASA, e os telescópios VERITAS ainda assim detectaram quasares distantes com nitidez. A equipe concluiu que isso descartava dois modelos da espuma, incluindo um chamado espuma holográfica.

A questão não está resolvida. Em um artigo de conferência de 2026, Eric Steinbring e Jack Ng, um dos autores do estudo de 2015, argumentaram que a espuma holográfica, afinal, é compatível com a dispersão nas posições medidas de uma explosão de raios gama extremamente brilhante. Eles apresentam essa leitura como uma forma possível de interpretar os dados. Se os efeitos da espuma podem se acumular ao longo de grandes distâncias é algo debatido há mais de 20 anos.