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Teorias das Cordas e Supercordas

A teoria das cordas é um modelo físico-matemático onde os blocos fundamentais são objetos extensos unidimensionais, semelhantes a uma corda, e não pontos sem dimensão (partículas), que são a base da física tradicional. Por essa razão, as teorias baseadas na teoria das cordas podem evitar os problemas associados à presença de partículas pontuais (entenda-se de dimensão zero) em uma teoria física tradicional,sem necessidade de outros objetos que não propriamente cordas - incluindo pontos, membranas e outros objetos de dimensões mais altas.

O interesse na teoria das cordas é dirigido pela grande esperança de que ela possa vir a ser uma teoria de tudo. Ela é uma possível solução do problema da gravitação quântica e, adicionalmente à gravitação, talvez possa naturalmente descrever as interações similares ao eletromagnetismo e outras forças da natureza. As teorias das supercordas incluem os férmions, os blocos de construção da matéria. Não se sabe ainda se a teoria das cordas é capaz de descrever o universo como a precisa coleção de forças e matéria que nós observamos, nem quanta liberdade para escolha destes detalhes a teoria irá permitir. Nenhuma teoria das cordas fez alguma nova predição que possa ser experimentalmente testada.

Trabalhos na teoria das cordas têm levado a avanços na matemática, principalmente em geometria algébrica. A teoria das cordas tem também levado a novas descobertas na teoria da supersimetria que poderão ser testadas experimentalmente pelo Grande Colisor de Hádrons. Os novos princípios matemáticos utilizados nesta teoria permitem aos físicos afirmar que o nosso universo possui 11 dimensões: 3 espaciais (altura, largura e comprimento), 1 temporal (tempo) e 7 dimensões recurvadas (sendo a estas atribuídas outras propriedades como massa e carga elétrica, por exemplo), o que explicaria as características das forças fundamentais da natureza.[nota 1]
O estudo da chamada teoria das cordas foi iniciado na década de 60 e teve a participação de vários físicos para sua elaboração. Essa teoria propõe unificar toda a física e unir a Teoria da relatividade e a Teoria Quântica numa única estrutura matemática. Embora não esteja totalmente consolidada, a teoria mostra sinais promissores de sua plausibilidade.

Níveis de Ampliação: 1. Nível Macroscópico - Matéria; 2. Nível Molecular; 3. Nível Atômico - Prótons, nêutrons e elétrons; 4. Nível Subatômico - Elétron; 5. Nível Subatômico - Quarks; 6. Nível das Cordas.

Depois de dividir o átomo em prótons, nêutrons e elétrons, os cientistas ainda puderam dividir os prótons e nêutrons em quarks, dos quais existem seis categorias diferentes, das quais apenas três existem atualmente, e que, combinadas, formam todos os tipos de partículas do Universo até hoje previstos. Tal divisão pode repetir-se ad infinitum, pois, ao chegar na última partícula (aquela que, supostamente, seria a indivisível), como saber que ela não seria, também, divisível? (O próprio átomo e, depois, prótons e nêutrons eram considerados indivisíveis até serem efetivamente divididos em partículas menores. O elétron, assim como outros léptons, contudo, até o nível de energia das experiências atuais, parece ser sem estrutura nos moldes do modelo padrão).

O que alguns físicos viram como uma possível solução para este problema foi a criação de uma teoria, ainda não conclusiva, que diz que as partículas primordiais são formadas por energia (não necessariamente um tipo específico de energia, como a elétrica ou nuclear) que, vibrando em diferentes frequências, formaria diferentes partículas. De acordo com a teoria, todas aquelas partículas que considerávamos como elementares, como os quarks e os elétrons, são na realidade filamentos unidimensionais vibrantes, a que os físicos deram o nome de cordas. Ao vibrarem as cordas originam as partículas subatômicas juntamente com as suas propriedades. Para cada partícula subatômica do universo, existe um padrão de vibração particular das cordas.

A analogia da teoria consiste em comparar esta energia vibrante com as cordas. As de um violão, por exemplo, ao serem pressionadas em determinado ponto e feitas vibrar produzem diferentes sons, dependendo da posição onde são pressionadas pelo dedo. O mesmo ocorre com qualquer tipo de corda. Da mesma forma, as diferentes vibrações energéticas poderiam produzir diferentes partículas (da mesma forma que uma corda pode produzir diferentes sons sem que sejam necessárias diferentes cordas, uma para cada som).

Teoria das Supercordas

Em 1919 o físico e matemático alemão Theodor Franz Eduard Kaluza propôs uma teoria controvertida, segundo a qual o Universo seria composto não apenas de três dimensões espaciais. Da mesma forma que o sueco Oskar Klein, ele previu pelo menos uma esfera a mais, distinta das outras - largura, altura, comprimento - por configurar um formato circular constituído por um raio minúsculo.

Na teoria elaborada por estes cientistas já se visualiza a presença de partículas de cargas opostas circulando em sentidos contrários - as negativas, tais como os elétrons, caminham na direção horária, enquanto as positivas, como os pósitrons, se movem no sentido anti-horário. Algumas partículas se mantêm estáveis no que se refere a esta nova dimensão, configurando uma carga zero, é o caso dos neutrinos.

Este esboço teórico ainda não consegue conciliar a mecânica quântica, a qual trabalha com as subpartículas atômicas, e a teoria da relatividade, de Einstein, que atua em esferas mais amplas, como, por exemplo, com estrelas e galáxias. Meio século depois, porém, nasce uma nova teoria que alcança este objetivo, unir os dois principais sustentáculos da Física Moderna.

A Teoria das Supercordas, fruto do século XX, postula a ideia de que o quark, a mínima partícula encontrada nas camadas subatômicas, é tecido por supercordas, fios energéticos que, ao vibrarem, determinam como será a natureza do núcleo atômico ao qual estão conectados, definindo desta forma como atuará a partícula que contém esta energia vibracional. Desta forma é possível aliar os mecanismos que regem a Teoria de Einstein e as leis da Mecânica Quântica.

Parte-se da constatação científica de que existem, na verdade, 11 dimensões, três de natureza espacial, uma temporal e sete recurvadas, as quais incorporam também massa atômica e carga elétrica, entre outras características. Estas outras esferas não seriam visíveis, como sugerem os estudiosos desta teoria, por não captarem a luz, essencial para que possamos ver e conhecer.
A realidade humana, portanto, se desenrola apenas nas três dimensões às quais o Homem já está habituado, pois apenas elas filtram a radiação luminar necessária para nossa visão e compreensão do universo familiar. As demais esferas constituem, portanto, realidades paralelas.

As investigações sobre as Supercordas principiaram nos anos 60, contando com a atuação de inúmeros físicos para sua constituição enquanto teoria científica. Pretende-se com este corpo teórico explicar tudo, englobando todos os fenômenos físicos, e assim conectar definitivamente a Teoria da Relatividade e a Física Quântica em um único bloco da disciplina matemática.
A Teoria das Supercordas seria colocada à prova em 2007, quando se concluiu a construção, na Suíça, do maior acelerador de partículas do Planeta, o Large Hadron Collider, que testaria um dos conceitos-chave desta nova ciência, a supersimetria. A experiência, até o momento, não foi concretizada.

De acordo com esta idéia, para cada subpartícula estudada, há uma contraparte que a completa simetricamente. A outra partícula, ainda não acessível ao conhecimento humano, é supostamente mais densa que as convencionais, assim ela requer uma energia maior para ser produzida. Espera-se que o colisor suíço seja poderoso o suficiente para criar esta subpartícula e assim contribua para comprovar cientificamente a Teoria das Supercordas.

 
 
+ Física Quântica
 
 
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