Vivemos no meio de um emaranhado de cordas.

Ás vezes penso, como Einstein estaria se tivesse assistindo a tudo o que a ciência vem desvendando. Einstein não acreditava muito na física quântica, mas apesar disso foi ele que deu origem a ela. Sabem por quê? Lembram do quanta, quanta de luz, pacotinhos de luz, onda ou partícula? Efeito foto elétrico? Prêmio Nobel? Foi o ilustre Sir Albert Einstein.

Ele foi o criador das três teorias que possibilita toda essa parafernália (no bom sentido) da física quântica: a teoria quântica da luz, a teoria quântica dos sólidos e a teoria dos gases bosônicos, incluindo a condensação de Bose-Einstein. Vamos revisar, resumidamente, cada uma delas.

Com o efeito fotoelétrico, Einstein pega um gancho na teoria de Maxwell e diz que a luz pode se comportar tanto como onda, quanto como partícula e chama esses pacotinhos de quanta (plural) de luz, ou quantum (singular).

 Já no caso da teoria quântica dos sólidos Einstein inaugura a teoria quântica dos sólidos com dois artigos sobre o calor específico. Essa teoria, baseada na idéia de Planck de quantização dos osciladores materiais, mostra que o calor específico de sólidos anula-se quando a temperatura se aproxima do zero absoluto, e explica o valor anormalmente baixo do calor específico do diamante, que durante muitos anos desafiava qualquer explicação baseada na física clássica. É interessante observar que, até essa data, a hipótese de Planck sobre a quantização de energia dos osciladores materiais desempenha um papel apenas no problema da radiação do corpo negro. O trabalho de Einstein mostra que essa hipótese tem implicações muito mais gerais. 

Na condensação de Bosen-Einstein, Bose teve a sua teoria rejeitada pela revista Philosophical Magazine, assim fez um pedido a Einstein para que traduzisse sua teoria e o ajudasse a publicar. Einstein, impressionado com sua teoria, aceitou prontamente e publicou o artigo na revista científica alemã e assim seu artigo é publicado e Einstein faz ainda algumas colocações a mais na sua teoria Einstein mostra que, para temperaturas suficientemente baixas, um número crescente de moléculas ocupa o estado de energia mais baixa do gás (com energia cinética nula), efetuando-se assim uma separação do conjunto de moléculas em duas partes, uma que condensa, e outra que permanece um gás ideal. Esse fenômeno é conhecido hoje em dia como “condensação de Bose-Einstein”. Luiz Davidovich.  Instituto de Física – Universidade Federal do Rio de Janeiro

http://omnis.if.ufrj.br/~ldavid/arquivos/Einstein%20e%20a%20Mecanica%20Quantica%20-%20Ciencia%20e%20Meio%20Ambiente.pdf

Por mais que os assuntos sejam complicados são muito interessantes e vale a pena dar uma pesquisada para conhecer mais com relação a eles, pois como podem perceber Einstein não foi o único e tem muito mais coisa que está além do efeito fotoelétrico e E=mc².

Bom, enquanto estamos em Einstein o nosso mundo vai muito bem, mas quando vamos além dele a coisa fica mais complicada, pois entra teorias que estão muito além da nossa imaginação, mas da matemática, não, pois ela prova.

Numa das minhas andanças na internet, o professor Gustavo M. Moretti me apresenta um site que eu ainda não conhecia e não apenas um site, mas um instituto que, tenho certeza, muita gente ainda não conhece, o INAPE (Instituto de Pesquisas Espaciais). Dando uma vasculhada no site, que por sinal adorei, descobri um texto sobre Supercordas que me chamou atenção, pela definição do tema, pois é um assunto muito complexo e dífícil de entender. 

Ainda bem que não sou só eu que penso assim, Richard Feynman compartilha da “mesma” opinião:  “Posso dizer sem me enganar que ninguém compreende a Mecânica Quântica”, escreveu o americano Richard Feynman (1918-1988), um dos cientistas mais brilhantes deste século, conhecido justamente por explicar conceitos difíceis sem complicar. Numa de suas palestras, Feynman abriu o jogo: “Vou contar-lhes como funciona a natureza”, disse. “Mas evitem ficar perguntando, ‘como é que pode ser assim?’, ou vão acabar num beco sem saída. Ninguém sabe por que as coisas são assim.” http://super.abril.com.br/ciencia/atomo-duplicado-pulo-gato-436671.shtml

E resolvi pegar um gancho no texto de Emerson Roberto Perez no site do INAPE http://www.inape.org.br/colunas/universo-seu-alcance/introducao-teoria-supercordas-parte-1 para explicar um pouquinho essa teoria que se for confirmada vai dar muito “pano pra manga” (gíria de velha), inclusive a viagem no tempo.

Bom, vamos lá. O átomo, já sabemos que não é indivisível como se pensava antigamente, pois dentro dele existe prótons, nêutrons e elétrons  e mais ainda, dentro dos prótons existem dois quark up e um quark down e no nêutron tem dois quark down e um quark up. E a pergunta que não quer calar: Os quarks são as menores partículas do universo? Nãnãninanão...

Teoria das Cordas

Segundo a Teoria das Supercordas as menores partículas existentes não são pontinhos, ou melhor, pontuais, são cordas e essas cordas que dão origem aos quarks e todas as outras (será que é por isso que até agora não conseguiram encontrar o Bóson de Higgs?) através dos movimentos vibracionais dessas cordas. Confuso não?

Seria, mas fazer a mesma analogia usada no texto do Emerson. Ele  usa como comparação as cordas de um violino, ou violão, como preferir, essas cordas emitem uma vibração sonora (som) e através dessa vibração é que surgiram as partículas. Cada som, ou vibração sonora, formam uma partícula diferente.

Nós sempre imaginamos partículas como sendo pontinhos, ou seja, como sendo pontuais, mas na teoria das cordas não é bem assim, elas são cordas, isso mesmo, cordas estendidas ou fechadas e suas vibrações dão origem as quatro forças da natureza, já conhecidas por nós, nuclear forte, nuclear fraca, eletromagnética e gravitacional.

Teoria das Supercordas

O problema é que essas forças juntas funcionam muito bem, vibram em harmonia, mas na teoria das cordas elas não possuem três dimensões (altura, comprimento e largura).

Aí eles resolvem juntar as teorias, que até agora estava tudo indo muito bem, em harmonia, eles juntaram teoria das cordas com supersimetria e gravidade quântica no que resultou a Teoria das Supercordas e ao invés de três dimensões teremos onze. Afff!!!! E onde estariam às outras nove?

Supersimetria

As dimensões restantes estariam tão pequenas que não temos, até agora, tecnologia suficiente para que possamos detectá-las, mas a matemática já achou elas, pelo menos a matemática, pois a nossa imaginação ainda faz um eforço enorme pra entender (pelo menos a minha faz).

No texto do Emerson, do site do INAPE, tem outra analogia muito legal que dá bem pra entender essa história de onze dimensões:

Por exemplo:

Imagine um fio esticado. Você pode caminhar sobre esse fio apenas para frente e para trás. Podemos definir esse fio como um objeto Unidimensional.
Agora, imagine que existe uma formiguinha caminhando neste mesmo fio. Ela pode se mover para frente e para trás, mas também pode se mover para direita e para esquerda desse fio. Para esta formiguinha, o fio é Bidimensional, pois possui duas dimensões.
Vamos um pouco mais além… Neste momento, pousa uma pequena mosca sobre o fio. Ela repete os movimentos da formiguinha, mas, possui a qualidade de voar, ou seja, ela pode se mover também para cima e para baixo do fio. Esta mosca se move num espaço Tridimensional em relação ao mesmo fio que nós podemos nos mover apenas para frente e para trás!

Apesar de bem simples, esta idéia do fio Unidimensional, nos mostra a gama de possibilidades de dimensões extras que não percebemos a nossa volta.

As prováveis dimensões adicionais de espaço, caso realmente existam, estão enroladas dentro de um Cubo Tridimensional e são muito pequenas.
Acredita-se que nos próximos anos, poderemos tentar comprovar a existência de alguma dessas dimensões extras através da Força da Gravidade.
Sendo esta Força, a única força que atua em todas as regiões do Universo, acredita-se que seja através de variações na Gravidade que poderemos detectar essas pequenas dimensões.

Espero que assim vocês tenham entendido um pouquinho sobre essas teorias, afinal de contas, quando conseguimos confirmar isso, vai dar espaço pra outra teoria: A viagem ao futuro.