AS 9 MAIS ALUCINANTES DESCOBERTAS DA
FÍSICA
24/09/2013
| Postado em Física
O estudo da física é o estudo do universo e, mais
especificamente, de como o universo funciona.
É, sem dúvida, um dos ramos mais interessantes da ciência,
porque o universo, como se vê, é muito mais complicado do que parece ser
superficialmente.
O mundo funciona de algumas maneiras realmente estranhas.
Aqui estão nove das coisas mais incríveis que os físicos
descobriram sobre o nosso universo:
09. O TEMPO PARA NA VELOCIDADE DA LUZ
De acordo com a Teoria da Relatividade Especial de Einstein, a
velocidade da luz no vácuo nunca pode variar – ela é de quase 300 mil km/s.
Isto em si já é incrível o suficiente, uma vez que nada pode se
mover mais rápido que a luz, mas ainda é muito teórico.
A parte realmente legal da Relatividade Especial é uma
ideia chamada dilatação do tempo, que diz que quanto mais rápido você se mover,
mais devagar o tempo passa para você em relação ao seu entorno.
Se você fizesse um passeio em seu carro por uma hora, você teria
envelhecido ligeiramente menos do que se você estivesse apenas sentado em casa.
Claro que em velocidades rotineiras, o efeito é imperceptível.
Mas a ideia vale para velocidades maiores, e é aí que as coisas
ficam interessantes.
Um hipotético astronauta viajando em uma velocidade de 50% da
velocidade da luz voltaria para a Terra bem mais jovem do que seu hipotético
irmão gêmeo que ficou no planeta.
Talvez mais incrível do que isso é o fato de que se você pudesse
atingir a velocidade da luz, o tempo simplesmente pararia para você.
No entanto, antes de tentar essa forma de imortalidade, saiba
que é impossível atingir a velocidade da luz.
08. ENTRELAÇAMENTO QUÂNTICO
Tudo bem, então nós acabamos concordando que nada pode se mover
mais rápido que a velocidade da luz, certo?
Bem …
sim e não.
Embora isso seja tecnicamente verdade, pelo menos em teoria,
verifica-se que há uma lacuna encontrada no ramo alucinante da física conhecido
como mecânica quântica.
A mecânica quântica, em essência, é o estudo da física em uma
escala microscópica, como o comportamento das partículas subatômicas.
Estes tipos de partículas são incrivelmente pequenos, mas muito
importantes, pois eles formam os blocos de construção de tudo no universo.
Então, digamos que você tem dois elétrons (uma
partícula subatômica com carga negativa).
O entrelaçamento (também conhecido como
emaranhamento)
quântico é um processo especial que envolve o emparelhamento
destas partículas.
Quando isso acontece, as coisas ficam estranhas, porque a partir
de agora, esses elétrons ficam idênticos.
Isso significa que se você mudar um deles (como
alterar sua velocidade orbital), sua partícula parceira alterará
exatamente da mesma maneira.
Instantaneamente.
Não importa onde ela esteja – pode estar do outro lado do
universo.
Mesmo sem você tocá-la.
As consequências deste processo são enormes e significam que a
informação pode, essencialmente, ser teletransportada para qualquer parte do universo
instantaneamente.
07. A LUZ É AFETADA PELA GRAVIDADE
Mas vamos voltar à luz durante um minuto, e falar sobre a Teoria da
Relatividade Geral desta vez (também de Einstein).
Esta envolve uma ideia chamada deflexão de luz, que afirma que o
caminho de um feixe de luz pode não ser totalmente reto.
Por mais estranho que possa parecer, isso tem sido repetidamente
provado (está difícil para os físicos confrontarem uma ideia de
Einstein).
O que isto significa é que, embora a luz não tenha massa, ela é
afetada pelas coisas que a fazem, como o sol, e outros objetos massivos.
Então, se um feixe de luz de uma estrela distante passa perto o
suficiente do Sol, ele vai se curvar ligeiramente em torno dele.
O efeito sobre o observador, como nós, é que vemos a estrela em
um local diferente do céu de onde ela realmente está localizada.
Lembre-se da próxima vez que você olhar para as estrelas que
tudo pode ser apenas um truque da luz.
06. MATÉRIA ESCURA
Graças a algumas das teorias que já discutimos (e mais
um monte que ainda não), os físicos têm algumas maneiras muito precisas de medir a massa
total do universo
Eles também têm algumas maneiras muito precisas de medir a massa
total que podemos observar.
Só que esses números não
coincidem – e não chegam nem perto.
Na verdade, a quantidade de massa total no universo é muito
maior do que a massa total que vemos
Os físicos foram forçados a chegar a uma explicação para isso, e
a principal teoria agora envolve uma substância misteriosa que não emite luz e
é responsável por aproximadamente 95% da massa do universo.
Embora não tenhamos provas de sua existência (até
porque não podemos vê-la diretamente), a matéria escura é apoiada
por uma tonelada de evidências, e tem que existir de uma forma ou de outra,
a fim de explicar o universo.
05. NOSSO UNIVERSO ESTÁ SE EXPANDINDO
RAPIDAMENTE
Para entender o porquê disso estar acontecendo, temos que voltar
até o Big Bang.
Antes de ser um programa de TV, a Teoria do Big Bang foi uma
importante explicação para a origem do nosso universo.
Na mais simples analogia possível, funcionou mais ou menos
assim: o universo começou como uma explosão
de um ponto infinitamente pequeno, quente e denso
Detritos foram arremessados em todas
as direções,
impulsionados pela enorme energia da
explosão.
No entanto, como esses detritos (que hoje formam os planetas, estrelas e galáxias) são tão pesados, era de se esperar que essa “explosão” tivesse desacerado ao
longo do tempo.
Mas isso não aconteceu.
Na verdade, a expansão do nosso universo está ficando mais
rápida ao longo do tempo, o que é tão louco como se você jogasse uma bola de
beisebol e notar que ela vai ficando cada vez mais rápida, em vez de cair no
chão.
A única maneira de explicar isto é através da energia escura,
que seria uma força motriz por trás dessa aceleração cósmica.
No entanto, não temos ideia do que ela seja ou como funciona.
04. TODA A MATÉRIA É APENAS ENERGIA
A matéria e a energia são apenas dois lados da
mesma moeda.
Na verdade, você já deve saber disso se já ouviu falar da famosa
fórmula E = mc ^ 2.
O E é
para a energia, e o m representa
a massa.
A quantidade de energia contida em uma determinada quantidade de
massa é determinada pelo fator da conversão de c ao quadrado
onde c representa
a velocidade da luz.
A explicação para esse fenômeno é realmente muito fascinante, e
tem a ver com o fato de que a massa de um objeto aumenta à medida que ele se
aproxima da velocidade da luz (mesmo quando o tempo está ficando mais
lento).
É, no entanto, bastante complicado, por isso para os fins deste
artigo, vamos simplesmente assegurar-lhe que é verdade.
Para a prova (infelizmente), não
procure mais do que bombas atômicas, que convertem pequenas quantidades de
matéria em grandes quantidades de energia.
03. DUALIDADE ONDA-PARTÍCULA
Falando de coisas que são outras coisas …
À primeira vista, as partículas (como um elétron) e
ondas (como a luz) não poderiam ser mais diferentes uma das
outras.
Um deles é um bloco de matéria sólido, e o outro é um feixe de
energia radiante, mais ou menos.
São maçãs e laranjas.
Mas, como se vê, coisas como a luz e elétrons não podem
limitar-se a um estado de existência – eles agem como partículas e
ondas, dependendo de quem está olhando.
Isso soa muito estranho, mas há provas concretas que mostram que
a luz é uma onda, e outras provas concretas que mostram que a luz é uma
partícula (idem para os elétrons).
Ao mesmo tempo.
Não é uma espécie de estado intermediário entre os dois.
Não se preocupe se isso não fizer muito sentido, porque estamos
de volta ao reino da mecânica quântica e, a esse nível, o universo não gosta de
fazer sentido de maneira alguma.
02. TODOS OS OBJETOS CAEM NA MESMA VELOCIDADE
A física clássica também nos mostra alguns conceitos muito
legais.
Você seria perdoado por assumir que os objetos mais pesados caem
mais rápido do que os leves.
É o que o senso comum diz.
E isso é verdade, mas não tem nada a ver com a gravidade – a
única razão pela qual isso ocorre é porque a atmosfera da Terra oferece
resistência.
Na realidade, como Galileu primeiramente notou cerca de 400 anos
atrás, a gravidade funciona da mesma forma para todos os objetos,
independentemente da sua massa.
O que isto significa é que se você jogar uma pena e uma bola
boliche na lua (que não tem atmosfera), os objetos vão tocar o chão
exatamente ao mesmo tempo – e na mesma velocidade.
01.ESPUMA QUÂNTICA
Voltando para a física moderna, onde as coisas voltam a ficar
muito estranhas…
O espaço vazio, aparentemente, está de fato vazio. Isso soa como
uma suposição bastante segura e óbvia.
Mas acontece que o universo é muito inquieto para aturar isso,
razão pela qual as partículas estão constantemente aparecendo e
desaparecendo do nada em todos os lugares.
Elas são chamadas de partículas virtuais, mas não se engane,
elas existem e foram comprovadas.
Elas
existem apenas por uma fração de segundo, o que é tempo suficiente para quebrar
algumas leis fundamentais da física, mas rápido o suficiente para que isso não
importe muito em nossas vidas cotidianas.
Os cientistas chamaram esse fenômeno de “espuma quântica”,
porque o fenômeno deve lhes ter lembrado bolhas de gás que aparecem “do nada”
em um refrigerante.
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