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Matemáticos querem provar a teoria dos universos paralelos

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A existência de universos paralelos pode parecer algo inventado por escritores de ficção científica, com pouca relevância para a física teórica moderna. Mas matemáticos e físicos estão agora na corrida para provar a sua existência.

A ideia de que vivemos num multiverso, composto por um número infinito de universos paralelos, tem sido considerada uma possibilidade científica – embora seja uma questão de debate vigoroso entre os físicos e matemáticos.

Mas os cientistas de ambas as áreas estão na corrida para encontrar uma forma de testar essa hipótese – incluindo procurar nos céus sinais de colisões com outros universos.

A visão de um multiverso não é exactamente uma teoria – é na realidade uma consequência da nossa compreensão actual da física teórica.

E essa distinção é crucial.

Os cientistas não acordaram simplesmente numa manhã mais criativa e resolveram gritar “Que se faça um multiverso”.

Pelo contrário, a ideia de que o universo em que vivemos talvez seja apenas um dos infinitos outros existentes é derivada de outras teorias actuais – como a mecânica quântica e a teoria das cordas.

O ponto de vista da Teoria das Cordas

A Teoria das Cordas é um dos mais promissores caminhos para unificar a mecânica quântica e a gravidade – razão pela qual há tantos físicos teóricos entusiasmados com ela.

Esta unificação, contudo, é notoriamente difícil, porque a força gravitacional é complicada de ser descrita nas escalas pequenas (átomos e partículas subatómicas) – justamente a área da mecânica quântica.

Mas a Teoria das Cordas, que afirma que todas as partículas fundamentais são feitas de cordas unidimensionais, pretende descrever todas as forças conhecidas da natureza de uma só vez: gravidade, eletro-magnetismo e forças nucleares.

Mas para a teoria funcionar matematicamente, são necessárias pelo menos dez dimensões físicas.

Esse é definitivamente um problema, uma vez que só podemos observar quatro dimensões: três espaciais – altura, largura, profundidade – e uma temporal, o tempo.

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As dimensões adicionais da Teoria das Cordas, se a teoria estiver correcta, devem portanto estar de alguma forma ocultas.

Para ser capaz de usar a teoria para explicar os fenómenos físicos que vemos com nossos próprios olhos, estas dimensões adicionais teriam que ser “compactadas” de tal forma que seriam absurdamente pequenas para serem vistas.

Segundo a Teoria das Cordas, há muitas formas de fazer essa compactação de dimensões –  mais precisamente 10.500 formas.

Cada uma destas compactações resultaria num universo com leis físicas diferentes – como diferentes massas dos átomos, e diferentes constantes de gravidade.

No entanto, alguns cientistas levantaram objecções fortes à metodologia proposta para estas compactações, pelo que o problema não foi dado como resolvido.

Testando a teoria do multiverso

Antes do Big Bang, o universo passou por um período de “expansão acelerada”.

Esta expansão foi invocada originalmente para explicar por que o universo que observamos actualmente é quase uniforme em termos de temperatura.

No entanto, a teoria também previu um espectro de variações de temperatura próximo desse equilíbrio, que foi posteriormente confirmado por sondas espaciais.

Embora os detalhes exactos da teoria ainda estejam a ser debatidos, a ideia de expansão acelerada é amplamente aceite pelos físicos.

No entanto, uma consequência dessa teoria é que deve haver outras partes do universo que ainda estão a crescer aceleradamente.

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Só que devido às flutuações quânticas do espaço-tempo, algumas partes do universo nunca realmente atingiram o fim da inflação.

Isto significa que o universo é, de acordo com a nossa compreensão actual, eternamente expansível.

Algumas partes podem, portanto, acabar por se tornar outros universos, que poderiam tornar-se outros universos, e outros, e outros e assim por diante.

Este mecanismo gera um número infinito de universos.

Se combinarmos este cenário com a teoria das cordas, há a possibilidade de que cada um desses universos possua uma compactação diferente das outras seis dimensões e, consequentemente, leis físicas diferentes.

Os universos previstos pela teoria das cordas e a expansão no mesmo espaço físico, ao contrário dos muitos universos da mecânica quântica que vivem num espaço matemático, poderiam sobrepor-se ou colidirem.

Na verdade, eles vão inevitavelmente colidir, e deixar possíveis pistas dessas colisões no céu cósmico, que podemos tentar procurar.

Estas pistas vão desde a procura de pontos quentes ou frios na radiação cósmica de fundo, ou anomalias na distribuição de galáxias, até pistas indirectas, como a existência de ondas gravitacionais – oscilações no espaço-tempo provocadas pela passagem de objectos maciços.

Identificar a ocorrência destas ondas, por exemplo, permitiria provar directamente a existência da expansão acelerada, e seria indirectamente um apoio à teoria do multiverso.

E são essas inúmeras pistas que estão agora a ser vorazmente perseguidas pelos cientistas.

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Se algum dia vamos conseguir provar a existência de um multiverso, é difícil de prever.

Mas talvez, num outro universo, a teoria até já tenha sido provada.

ZAP / HypeScience

1 Comment

  1. Um texto muito bonito traduzido sem qualquer sentido crítico.

    A teoria das cordas não prevê 10.500 universos mas sim 10^500 universos. Um 1 seguido de 500 zeros. Got the picture?

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