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1 mês

Teoria das cordas: como entender Universo com matemática da música de Pitágoras

26/10/2021 10h47

O físico teórico Michio Kaku explica por que acredita que a teoria das cordas é a melhor maneira de entender como o Universo funciona.

Desde que nós, seres humanos, existimos, temos olhado para as estrelas. Enquanto as admiramos, nos perguntamos como chegaram ali e o que existe além delas.

Há muito tempo, cientistas do mundo todo tentam encontrar uma teoria simples que explique como funciona o universo. Uma teoria de tudo.

Muitas teses foram testadas, mas até agora nenhuma conseguiu explicar completamente o que vemos no nosso Universo. Existe, porém, uma ideia particularmente atraente que alguns físicos teóricos acreditam que possa estar correta: a teoria das cordas.

"A teoria das cordas é finita. Não explode, não desmorona sobre si mesma. Por isso acreditamos nela. Outras teorias entram em colapso, explodem, mas a das cordas não", disse à BBC o renomado físico teórico americano Michio Kaku.

Kaku passou décadas lidando com ? e tentando responder ? algumas das perguntas mais importantes já feitas.

O que ocorreu antes do Big Bang? Existem outros universos? O que existe do outro lado da criação? Ou do outro lado de um buraco negro? Os chamados buracos de minhoca são possíveis? E as dimensões mais altas? Vivemos num multiverso?

"Essas perguntas não podem ser respondidas usando nossa compreensão atual", diz ele, referindo-se a nossas melhores teorias disponíveis atualmente sobre a forma como o Universo funciona.

Na verdade, elas às vezes até oferecem versões contraditórias.

A teoria geral da relatividade de Albert Einstein funciona perfeitamente bem para as previsões sobre os movimentos das estrelas e das galáxias, mas não funciona quando se aplica ao comportamento das partículas subatômicas.

Já a teoria quântica é genial com os átomos, mas prevê que todo o Universo deveria desmoronar para dentro de um buraco negro ? o que claramente não acontece porque ainda estamos aqui.

Será que então encontraremos uma teoria única que possa explicar tudo?

Pitágoras

"Há 2 mil anos, Pitágoras se fez a mesma pergunta. O grande matemático grego pensou que deveria haver um princípio unificador, um paradigma para resumir a vasta criação que vemos ao nosso redor no Universo que conhecemos", explica Michio Kaku.

"Ele olhou ao seu redor e viu uma lira. Quando você puxa as cordas de uma lira, obtém uma nota. Se toca outra, obtém outra nota ? e ele disse: 'Aha! A matemática da música é suficientemente rica para explicar a diversidade de tudo que vemos ao nosso redor."

Apenas recentemente, explica Kaku, ocorreu aos cientistas formular uma nova teoria baseada na ideia pitagórica da música. Em outras palavras, a teoria das cordas.

Então, como passamos das reflexões musicais de Pitágoras para a física?

Primeiro, é preciso observar o trabalho realizado num acelerador de partículas, como o Grande Colisor de Hádrons do Cern ? centro de pesquisas europeu ?, onde partículas minúsculas rompem-se em pedaços em colisões de alta energia e depois são estudadas minuciosamente.

Esses experimentos são a melhor maneira de os cientistas testarem teorias sobre como o Universo funciona.

E o que prevê a teoria das cordas a respeito desses elementos estudados no acelerador de partículas?

Kaku explica.

"Agora acreditamos que todas essas centenas de partículas subatômicas que obtemos rompendo prótons no Grande Colisor de Hádrons não são nada mais que notas musicais, como imaginava Pitágoras."

E o que prevê a teoria das cordas?

Segundo Kaku, muitos cientistas agora acreditam que as centenas de partículas subatômicas que obtemos rompendo prótons no Grande Colisor de Hádrons "não são nada mais que notas musicais", como acreditava Pitágoras.

Ele explica dizendo que, se tivéssemos um supermicroscópico e com ele olhássemos para um elétron, veríamos algo que parece um elástico de papelaria, circular, vibrando.

A teoria é chamada de "cordas" porque o movimento vibratório de uma dessas partículas é o mesmo de uma corda num instrumento musical, como uma harpa ou um violão. Se colocamos alguma energia sobre ela, ela vibra.

"Se ela vibra de uma forma, a chamamos de elétron. Se vibra de outra maneira, chamamos de neutrino. E, se ela vibra de uma outra forma, a chamamos de quark. Mas é o mesmo 'elástico'", diz Kaku.

A teoria das cordas nos oferece uma possibilidade tentadora: uma explicação para a grande variedade de elementos e fenômenos que observamos no Universo e na Terra, das colisões de estrelas até as colisões de átomos.

É claro que a teoria de cordas é apenas isso, uma teoria, uma hipótese. Seus críticos afirmam que muitas de suas previsões não podem ser cientificamente demonstradas, algo que o próprio Michio Kaku reconhece.

Seus defensores, entretanto, a consideram a melhor esperança para unificar a física. Kaku acredita, inclusive, que ela poderia explicar o mistério da matéria escura.

"A matéria escura constitui a maior parte da matéria do Universo. É invisível e mantém unidas as galáxias. Mas como podemos provar?", pergunta ele, antes de oferecer a resposta oferecida pela teoria das cordas.

"Acreditamos que a matéria escura possa ser a próxima oitava da corda", afirma.

"Se pudéssemos aumentar todas as partículas que vemos ao nosso redor, veríamos muitos elásticos circulares vibrando em diferentes frequências. Mas o elástico tem oitavas mais altas. Isso é o que acreditamos que seja a matéria escura."

Se Michio Kaku tiver razão, a enorme complexidade de todo o Universo poderia ser reduzida à simples e elegante vibração de cordas.

"Acredito que algo que a gente deveria entender", diz ele, "é que a física em seu nível fundamental fica mais e mais simples, mas também mais poderosa, quanto mais profundo nós vamos."

"O Universo é mais simples do que pensávamos."

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