24/03/2019

[Curiosidades] Teoria das Cordas e o Multiverso



Se vocês acompanham meus posts, sabem que gosto bastante de estudar, e estou sempre pesquisando coisas novas. A grande bola da vez é tudo que seja relacionado ao universo, ao cosmo, como espaço-tempo, buracos negro, universos paralelos, viagens no tempo e mais dezenas (talvez centenas, não sei ao certo) de teorias envolvendo a física.

O mundo é algo louco, né? Você está aí, no sofá da sua casa, imaginando que é algo quase insignificante, em relação ao tamanho do planeta Terra. E se eu te contar que há planetas CENTENAS de vezes maior que nosso planeta? Comparada à outras galáxias, a nossa não passa de um grão de arroz. Então, em relação ao praticamente infinito universo, nós não somos ninguém na fila do pão.

Foi levando em consideração essa nova paixão que decidi fazer esse post sobre a teoria das cordas. Eu pesquisei bastante antes de fazer esse post mas, se você ver alguma falha nessa pesquisa, por favor, me avise.

Quimicamente falando, o átomo é um sistema energético instável, eletricamente neutro, que consiste em um núcleo denso, positivamente carregado, envolvido por elétrons, e só a partir do século XX os cientistas descobriram que o átomo poderia ser dividido. Seu núcleo é formado por prótons (carga positiva), elétrons (carga negativa) e nêutrons. Prótons e nêutrons, por sua vez, são formados por partículas ainda menores, os quarks.

Mas muitos acreditam que isso vá além. Segundo teorias, há algo ainda menor que os quarks. Acredita-se que os quarks sejam, na verdade, minúsculos filamentos vibrantes de energia. À esses filamentos, os cientistas deram o nome de cordas. Cada pequena corda tem um tamanho e uma vibração diferente, e é isso que define cada partícula, o que explicaria a grande diversidade do universo.



Albert Einstein foi um famoso físico, responsável por difundir várias teorias, entre elas a Teoria da Relatividade, que seria um dos pilares para a física moderna. Talvez a maior frustração de Einstein foi ele não ter conseguido criar uma teoria que fosse capaz de explicar todos os mistérios do universo, e que era formalmente conhecida como Teoria do Campo Unificado.

Os primeiros a sugerir a Teoria do Campo Unificado foram o físico alemão Theodor Kaluza e o sueco Oskar Klein. Existem três dimensões: Largura, altura e profundidade. Alguns acreditam que há uma quarta dimensão, que poderia ser o próprio tempo! Conhecer a posição de um objeto no tempo seria essencial para traçar a sua posição no universo.

Há uma teoria de que, se algo existe, pode ser provado matematicamente. Então imagine só o cálculo que precisaria ser feito para provar a teoria das cordas! Para que isso seja possível, precisamos de uma coisinha: dimensões adicionais.

Se a gente se aproximasse o suficiente, veríamos que o universo é formado pelas três dimensões que conhecemos e outras sete, o que totalizaria dez dimensões. Levando em conta a dimensão temporal, teríamos 11 dimensões. Para conseguir usar a teoria para explicar os fenômenos físicos que podemos enxergar, essas dimensões adicionais precisariam ser absurdamente pequenas.

De acordo com teorias, há muitas maneiras de fazer essa compactação entre dimensões. Cada uma delas resultaria num universo diferente, com leis físicas únicas.


Multiverso

Em 1980, o cosmologista Alan Guth, do MIT, propôs a teoria da inflação cósmica. A teoria sugere que, uma fração de segundo após o Big Bang, o universo expandiu rapidamente, formando as galáxias que conhecemos. A inflação foi invocada originalmente para explicar por que o universo de observação atual é quase uniforme em termos de temperatura.

Entretanto, a mesma teoria também detectou algumas variações de temperatura ao redor desse equilíbrio, o que acabou sendo confirmado por sondas espaciais. Embora alguns detalhes sobre a teoria ainda precisem ser debatidos, a inflação é totalmente aceita pelos físicos. Inclusive, Stephen Hawking (SÓ) e outros 32 cientistas publicaram uma carta defendendo a teoria (você pode ler a carta, em inglês, aqui).

Como vocês devem imaginar, o universo é simplesmente gigantesco e, pasmem, algumas partes não foram atingidas pela inflação, ou seja, de acordo com nossa compreensão do universo, ele é eternamente inflacionável. É como se um balão inflasse sem parar.

E é aí que entra a teoria dos multiversos.


Stephen Hawking, que faleceu em 2018, ainda tem muito a contribuir com a humanidade. Seu último trabalho, Uma Saída Suave Para a Inflação Eterna? (A Smooth Exit From Eternal Inflation?), feito em parceria com o físico Thomas Hertog parece algo impossível, mas não é.



De acordo com a pesquisa de Hawking, em algum ponto da História, alguns pontos no universo continuaram com sua expansão, enquanto outros "pisaram no freio", o que formou bolhas de espaço estático. Dessa forma, o universo seria formado por diversas bolhas. Nas bolhas em que a expansão continuou, a energia foi convertida em radiação e matéria, formando os planetas, estrelas e galáxias. Logo, nós mesmos estaríamos em uma dessas bolhas.

É como se você estivesse em uma banheira cheia de bolhas de sabão, e cada bolha fosse um universo diferente, explica Clifford Johnson, físico da Universidade da Califórnia.

Os universos paralelos são parecidos com o nosso, mas cada um tem suas próprias diferenças. Por exemplo, numa Terra - 2, você, que é músico, seria professor, e os dinossauros não teriam sido extintos.



Em 1983, Hawking e James Hartle propuseram a teoria do Universo sem Limites. Antes do Big Bang, havia espaço, mas não o tempo. Assim, o universo teria se expandido infinitamente, sem um limite. Em seu último trabalho, Hawking diz que sim, o universo teria um limite. Ele sempre acreditou na teoria do multiverso. Em resumo, o último trabalho do físico não discorda da teoria de universos paralelos, mas reduz a escala.

E você, leitor? Acredita na existência de universos paralelos?


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