testeLeonardo, o mais humano dos gênios

Por João Carvalho*

Quando pensamos em Leonardo Da Vinci a primeira palavra que nos vêm à cabeça é gênio. Da Vinci era genial, isso é um fato posto. Afinal, estamos falando do cara que pintou a Mona Lisa e A Última Ceia. Um homem que cinco séculos atrás desenhou projetos de helicópteros e escafandros. Um sujeito que era a um só tempo tão versado em pintura e geologia quanto em anatomia e engenharia. Mas o que significa ser um gênio?

A palavra gênio tem sua origem no latim genius, que era o espírito guia ou deidade pessoal que acompanhava cada um de nós, quase uma versão pagã do anjo da guarda. Como aqueles que conseguiam atingir grandes feitos eram considerados possuidores de um grande genius, a palavra passou a significar também inspiração. Em sua acepção moderna o termo bebe de duas fontes latinas. Genius, que já explicamos, e ingenium, que, por sua vez, significa talento, capacidade natural, dom.

Ou seja, genial seria aquele que tem um enorme talento ou dom que se manifesta quase que metafisicamente através de uma dádiva recebida de um espírito guia, ou, após o surgimento da cristandade, de Deus. Assim, o gênio se torna um inspirado, alguém fora do convívio humano, um predestinado que já nasceu preparado para surpreender a todos com seu talento sobrenatural. Se essas são as qualidades de um gênio, ironicamente, Da Vinci foi tudo, menos isso.

A Última Ceia (Fonte)

Da Vinci era acima de tudo um polímata, um homem do Renascimento. Seus interesses eram tão diversos quanto difusos: óptica, perspectiva, anatomia, engenharia hidráulica, arquitetura, engenharia militar, pintura, música, teatro, geologia, botânica, enfim, pense em um ramo da ciência que alguém pode buscar conhecer e você achará alguma página dos inúmeros cadernos de Da Vinci contendo notas a respeito. Mas a genialidade de Da Vinci não era algo inato. Seu maior dom era sua curiosidade infindável e seu desejo de conhecer o ser humano em absolutamente todas as suas facetas.

Estudos de Adoração dos Magos por Leonardo da Vinci (1452-1519), drawing 436E recto.

Da Vinci tinha a curiosidade de uma criança, a obstinação em angariar conhecimento de um Hércules e o foco de um Husky Siberiano, não à toa ele é o “gênio das obras inacabadas”. Muitas de suas descobertas fantásticas tiveram que ser redescobertas após a sua morte porque ele não chegou a divulgá-las, devido ao afã de aprimorá-las, fossem as artísticas, fossem as científicas. E é no fascinante mundo mental do mais humano de todos os gênios que a biografia de Walter Isaacson nos convida a mergulhar.

Isaacson é um dos biógrafos mais renomados de nossa geração. Dele também temos o apanhado da vida de Steve Jobs, de Benjamin Franklin e de Albert Einstein. Talvez o que torne Isaacson um biógrafo tão espetacular seja sua capacidade de a um só tempo apresentar uma pesquisa científica digna de um doutorado em uma linguagem aberta e atraente como se fosse um livro de ficção. Além disso, faz algo que é raro entre os biógrafos: ele se aproxima mais do estilo de um narrador, quase de um jornalista e não de um apologista, e podemos ver o melhor da sua escrita na biografia de Leonardo.

Isaacson nos traz em um livro luxuosamente bem editado um mergulho no universo mental de Leonardo Da Vinci, a partir de uma pesquisa de anos na quase totalidade do corpus de suas obras e, principalmente, de seus escritos que sobreviveram até os nossos dias. Ao final, Isaacson consegue pintar um Da Vinci tão fascinante e misterioso quanto o sorriso da Mona Lisa.

É com enorme prazer que eu te convido a fazer essa jornada fantástica e conhecer mais a fundo um dos homens mais fascinantes que caminhou sobre essa Terra. A biografia de Leonardo é sobretudo um convite ao aprendizado, à observação e à curiosidade. Leonardo desperta em nós perguntas que fazíamos quando éramos crianças e nos convida a olhar o mundo de uma forma mais profunda e ao mesmo tempo mais singela.

Obviamente a grande maioria de nós não pintará uma nova Mona Lisa ou descobrirá a quadratura do círculo ao fim da leitura, mas, certamente, aquele que ler sua biografia perceberá que o mundo a nossa volta se tornou mais colorido, mais encantado e cheio de novas perguntas e descobertas a cada dia.

Quinhentos anos após a sua morte Leonardo continua vivo a cada vez que nos perguntamos acerca da natureza que nos cerca bem como tentamos entender a nossa própria natureza humana. Sua genialidade, forjada no molde da observação e da experimentação, nos convida a nos maravilharmos com o mundo e torna Leonardo o mais humano de todos os gênios.

 

* João Carvalho é podcaster pelo DecrépitosAnticast Revolushow. Formado em História e Letras Clássicas e mestre em História Social, trabalha no Ministério das Relações Exteriores desde 2009.

testeNo ano-novo, ligue o f*da-se!

Essa é a época em que nos preparamos para o novo ano, fazemos planos e, é claro, estabelecemos aquelas razoáveis e perfeitamente alcançáveis metas para os próximos doze meses.

No mais puro espírito de A sutil arte de ligar o f*da-se, preparamos uma lista de “antimetas” para o próximo ano. 

  1. “Este ano eu vou emagrecer! Vou entrar na academia! ”

A grande meta de ano-novo: vou ser mais saudável. Mais saudável para quem? Para aquelas revistas de saúde e bem-estar que inventam dietas insanas que ninguém consegue cumprir, exceto seres iluminados que provavelmente nem são deste planeta?

Muitas vezes emagrecer ou conseguir levantar mais peso não quer dizer necessariamente que você está mais saudável. Se seu corpo está funcionando bem e você está feliz com sua forma física, ligue o f*da-se para essa meta.

  1. “Eu vou economizar metade do meu salário todos os meses! ”

Lembra aqueles cadernos com adesivos na primeira página que você nunca usava em lugar nenhum porque estava “guardando para depois”? Temos péssimas notícias, querido leitor: não existe depois.

O mesmo funciona para o dinheiro que você acha que vai conseguir juntar. Na maior parte das vezes, a meta da economia de dinheiro vem acompanhada de algum objetivo impossivelmente caro. Seja uma viagem (para Dubai) ou um carro (zero e importado), sempre miramos alto demais, e a frustração que você terá na virada do ano que vem será ainda pior, e a próxima viagem, ainda mais impossível. Planeje a curto prazo, com objetivos menores, e use os adesivos do caderno de vez em quando.

  1. “Serei uma pessoa mais focada. Vou ser mais organizado. Vou reclamar menos.”

Você sabe de quem é esta mesa de trabalho?

Não? Nós ajudamos: Albert Einstein.

Se uma das mentes mais brilhantes da humanidade trabalhava no que só pode ser descrito como “destroços de um furacão”, por que a sua bagunça ou organização vão ajudá-lo a ter mais foco?

É uma questão muito próxima à da saúde: nós somos levados a acreditar que pessoas organizadas e alinhadas são mais focadas, mas a verdade é que não existe certo ou errado. Seja você um maníaco por limpeza ou um verdadeiro acumulador, o resultado final é o mesmo.

E sobre deixar de expressar seu descontentamento para o mundo, Anansi pode responder isso melhor do que qualquer mortal: 

“Raiva resolve tudo.”

  1. “Este ano, vou beber menos.”

Em 99% dos casos, essa frase é dita na manhã de 1º de janeiro, durante a maior ressaca do ano. Então ela quase não conta como meta para o ano novo, já que você não cumpriu o que prometeu nos primeiros minutos do ano.

  1. “Vou ler muito mais que o ano passado!”

Finalmente uma boa meta para o ano-novo! Que tal começar com um trecho de A sutil arte de ligar o f*da-se?

testeHawking, o vingador de Einstein

Por Amâncio Friaça*

Em Minha breve história, Stephen Hawking confessa que na escola fazia a lição de casa sem o menor capricho e que sua caligrafia era o horror dos professores. Na época, um colega chegou a apostar um saco de balas com outro amigo de que ele nunca seria ninguém. No entanto, Hawking acabou sendo apelidado de Einstein e, com o seu usual senso de humor, o cientista deduz que os amigos “viram sinais de algo melhor em mim”. No fim das contas, parece que seus colegas tinham mesmo razão, e o amigo da onça acabou perdendo a aposta.

O pressentimento que os colegas bonzinhos de Hawking tiveram estava espetacularmente correto. O companheirismo deles justifica o exagero de chamá-lo de Einstein, mas, na verdade, Hawking pode ser considerado uma espécie de vingador de Einstein.

Quando começou o doutorado em Cambridge, em 1962, o plano de Stephen Hawking era trabalhar com o astrofísico Fred Hoyle, que havia desenvolvido um modelo cosmológico: a teoria do estado estacionário. Na época, a cosmologia era vista como um campo de estudo suspeito — o tópico quente era a física de partículas. Já a cosmologia e a gravitação eram áreas negligenciadas porque se acreditava que tudo já tinha sido feito, como no caso da gravitação, ou que nada podia ser provado, como na cosmologia.

Esses dois campos foram abertos por Albert Einstein durante a Primeira Guerra Mundial. Em 1915, depois de quase uma década de esforços extenuantes, Einstein incorporou de modo definitivo a gravitação na teoria da relatividade e inaugurou a relatividade geral. Os resultados foram reunidos no genial artigo “Fundamentos da teoria da relatividade geral”, publicado na revista científica alemã Annalen der Physik no ano seguinte.

E a revolução de Einstein prossegue. Em 1917, ele ressuscitou a cosmologia com seu extraordinário trabalho “Considerações cosmológicas sobre a relatividade geral”. Pela primeira vez desde o Renascimento, voltou-se a falar em cosmologia, ou seja, o estudo do universo como um todo, mas desta vez dentro de um arcabouço rigoroso e abrangente, a teoria da relatividade geral.

No entanto, no começo da década de 1960, a imensa contribuição de Einstein à ciência parecia confinada às glórias do passado. Havia a impressão de que a cosmologia não ofereceria testes que pudessem distinguir entre um modelo e outro. Depois da descoberta da expansão do universo, na década de 1920, os estudos cosmológicos pareciam ter entrado em um marasmo. E mais do que isso: a própria teoria da gravitação, baseada na teoria da relatividade geral, parecia não ter experimentos, e isso levava a crer que ela tinha pouco contato com o mundo real. Os pesquisadores se contentavam em obter alguma solução para as equações do campo gravitacional e não se perguntavam sobre o significado físico das soluções.

Nesse momento, Hawking percebeu que havia, sim, muito a ser feito no campo da gravitação. Havia uma teoria muito bem definida, a teoria da relatividade geral, mas suas soluções eram extremamente difíceis de serem obtidas. Com sua coragem característica, ele se dedicou ao destrinchamento da matemática complicadíssima da relatividade, mas sem nunca desistir da busca por significados físicos para as soluções das equações do campo da relatividade geral. Nesses estudos, o que norteava Hawking era a cosmologia, que, apesar das aparências, estava passando por uma revolução. O duplo legado de Einstein, o da gravitação e o da cosmologia, estava muito vivo em Hawking.

Na verdade, Hawking percebeu que a maré estava mudando em relação à cosmologia e à gravitação — e ele não era o único. Nos anos 1960, a astronomia experimentou um extraordinário desenvolvimento. Isso levou a um reavivamento do interesse na gravitação, pois é nas escalas astronômicas que a força da gravidade se torna cada vez mais dominante. Os astrônomos descobriram um verdadeiro zoológico de corpos celestes, como pares de estrelas com emissão de raios X, radiogaláxias e quasares. Cada um desses objetos permitiu testar pela primeira vez certos aspectos da teoria da gravitação de Einstein, como, por exemplo, a natureza dos buracos negros.

Naqueles seus anos dourados em Cambridge, Hawking viu a radioastronomia abalar a teoria do estado estacionário de Fred Hoyle — cientista que quase foi orientador de Hawking. Nessa teoria, o universo teria a mesma aparência em qualquer época e não haveria um início. Já a teoria oposta, a do Big Bang, dizia que o universo teria um princípio e que no passado teria sido cada vez mais denso e quente. Seu principal defensor era o ucraniano naturalizado americano George Gamow. Hoyle, com seu humor britânico, atacava sem piedade Gamow, o que não adiantava muito, porque Gamow era um grande piadista.

No entanto, na mesma Cambridge de Hoyle, o grupo do radioastrônomo Martin Ryle operava um poderoso radiotelescópio e, em 1963, seus dados sobre radiogaláxias já indicavam que a densidade do universo tinha sido maior no passado distante, o que contrariava o modelo do estado estacionário.

O golpe final contra a teoria de Hoyle, também desferido pela radioastronomia, veio do outro lado do Atlântico, em 1965. Em Nova Jersey, Arno Penzias e Robert Wilson tentavam calibrar uma antena de micro-ondas para ser usada como radiotelescópio, mas havia um ruído persistente. Depois se deram conta do que se tratava. Era uma fraca radiação de fundo de micro-ondas cuja origem era um estado extremamente quente do universo muito jovem. Gamow, o pai da teoria do Big Bang, estava certíssimo. Ele havia previsto esse fundo de micro-ondas do universo primordial em 1948. Hawking diz que foi uma sorte ele não ter sido aluno de Hoyle, senão teria que defender a teoria do estado estacionário.

Contudo, Hawking não teve dificuldades em defender Einstein. A primeira teoria cosmológica formulada dentro do contexto da ciência moderna, a de Einstein, em 1917, era de um universo estático. Porém, na época em que Einstein escreveu o seu artigo, isso era muito razoável, pois a astronomia mal havia saído da nossa galáxia, e a existência de outras galáxias era considerada especulativa pela maioria dos astrônomos.

Foi apenas em 1922 que o astrônomo americano Edwin Hubble obteve evidências de que a nebulosa de Andrômeda era uma galáxia de tamanho comparável à Via Láctea. Em 1929, Hubble e Humason descobriram que quanto maior for a distância de uma galáxia, maior será a sua velocidade de afastamento em relação à Via Láctea. Mas foi o padre e astrônomo belga Georges Lemaître o primeiro a interpretar essas observações como devidas à expansão do universo.

Posteriormente, Einstein elaborou junto com o astrônomo e matemático holandês Willem de Sitter seu próprio modelo de universo em expansão, o modelo Einstein-De Sitter. Como bem assinala Hawking, a teoria da relatividade geral de Einstein permite construir muitas cosmologias, entre elas aquela que se aplica a este nosso universo, que está em expansão agora, mas outros possíveis universos continuam a obedecer à teoria da relatividade geral, mas com condições iniciais e proporção de componentes diferentes. Assim, há lugar, nestes outros universos, para fases de expansão, de contração e de relativa pausa.

Para um Einstein confinado na Alemanha da Primeira Guerra Mundial, não há como saber qual universo é o nosso, e a sua escolha de um universo estático seria a escolha com um mínimo de pressupostos. Como diz Hawking na introdução da sua tese de doutorado: “A ideia de que o universo está expandindo tem uma origem recente. Todas as antigas cosmologias eram essencialmente estacionárias, e mesmo Einstein, cuja teoria da relatividade é a base de quase todos os desenvolvimentos recentes em cosmologia, achou natural sugerir um modelo estático do universo.”

Por fim, talvez o maior tributo de Hawking a Einstein seja a busca de uma Teoria de Tudo. Quando Hawking decidiu buscar uma teoria final que explicasse completamente e conectasse todos os aspectos físicos do universo, a proposta de Einstein nesse sentido, que ele chamou teoria do campo unificado, era vista como um esforço melancólico fadado ao insucesso. De novo, Hawking assume a coragem titânica de Einstein e parte para elaborar a Teoria de Tudo.  Mas há algo mais do que coragem. Há a paciência, aquela que temos quando vemos que a tarefa vai exigir um esforço por muito, muito tempo. Basta lembrar os cem anos que se passaram entre a primeira previsão das ondas gravitacionais por Einstein em 1916 e a sua confirmação pelo observatório LIGO em 2016.  Com o objetivo de uma compreensão unificada do universo, desde Einstein, e passando por Hawking, muitas gerações desenvolveram instrumentos matemáticos cada vez mais intrincados, laboratórios cada vez mais poderosos com experimentos cada vez mais delicados e observatórios astronômicos cada vez mais sensíveis. E estamos muito distantes do objetivo. Contudo, as escalas de tempo de bilhões de anos em cosmologia tornam muito mais leves as décadas ou séculos que levamos para cumprir uma missão em ciência.

 

Amâncio Friaça é astrônomo do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo. Trabalha em astrobiologia, cosmologia, evolução química do universo e nas relações entre astronomia, cultura e educação. Foi o responsável pela revisão técnica da edição revista de Uma breve história do tempo e da nova edição de O universo numa casca de noz, ambos lançados pela Intrínseca.

testeHawking, em busca da Teoria de Tudo

Por Amâncio Friaça*

No prefácio de 2001 de O universo numa casca de noz, Stephen Hawking lembra que quando Uma breve história do tempo foi lançado, em 1988, esperava-se que a Teoria de Tudo já estivesse quase pronta. Porém, a situação agora é mais ou menos a mesma que a de 2001: “avançamos bastante”, mas “o fim ainda não está à vista”. Continuamos a navegar em um vasto oceano contando apenas com mapas muito toscos, cheios de buracos.

A Teoria de Tudo descreveria a totalidade do mundo físico e constituiu a busca de uma vida para Hawking. Ela é essencialmente uma visão unificada de todos os fenômenos físicos. Essa também foi a busca de uma vida para Albert Einstein, depois que ele formulou a sua Teoria da Relatividade Geral, em 1915. Nas décadas seguintes, ele procurou unificar as forças conhecidas até então — a gravidade e a força eletromagnética — dentro do que chamou de Teoria do Campo Unificado, que é a sua versão da Teoria de Tudo. Einstein morreu em 1955 sem ver o seu sonho realizado.

 

A busca da Teoria de Tudo ao longo da história

CAPA_UniversoNumaCascaDeNoz_MAINHá milênios os pensadores estão atrás de uma Teoria de Tudo, embora não com esse nome. Foi assim que surgiu a filosofia no Ocidente, com a escola jônica, do século VI a.C. Os primeiros filósofos eram filósofos físicos, ocupados em unificar a imensa diversidade dos fenômenos com um grande princípio organizador. O primeiro dos filósofos jônicos, Tales de Mileto (623/624-546/548 a.C), propôs a água como o princípio de tudo (o arché). Depois, outros filósofos da escola jônica lançaram outros candidatos a arché. Para Anaxímenes (588-524 a.C.) seria algo mais sutil, o ar, mas coube a Anaximandro (610-547 a.C.) o pioneirismo de propor como arché algo totalmente afastado da experiência cotidiana, o apeíron, o ilimitado.

O apelo a um princípio além do mundo dos sentidos prossegue no atomismo de Demócrito (460-370 a.C.), no qual os átomos invisíveis são a razão de todos os fenômenos da natureza. A riqueza das coisas observadas decorre do movimento de infinitos átomos. Dois milênios depois, o pensamento atomista forneceu a base do mecanicismo cartesiano do século XVII, no qual todas as forças podem ser reduzidas a forças de contatos entre átomos ou de estruturas compostas por átomos.

Descartes rejeita as forças de ação à distância, entendidas como um tipo de “influência oculta”. Para ele, tudo seria resultado do contato, por pressão, atrito ou colisão. Essa recusa acaba trazendo grandes dificuldades para explicar o movimento dos corpos astronômicos. Descartes imagina que o espaço sideral não seria vazio, mas totalmente preenchido por vórtices, imensos redemoinhos de fluido invisível que arrastariam consigo os planetas e satélites. O apego ferrenho do cartesianismo a uma visão totalmente mecanicista produziu uma astrofísica pobre, incapaz de explicar os movimentos dos planetas do Sistema Solar.

 

 

A revolução da gravidade de Newton

Contudo, no mesmo século XVII, a Teoria da Gravitação Universal de Isaac Newton (1642-1726/27) marca uma reviravolta na filosofia natural. Newton aceita que há uma grande força de ação à distância, a gravidade, que não pode ser reduzida a forças de contato. E é a força da gravidade que explica não só o movimento dos corpos celestes, mas também a queda dos objetos sobre a Terra. O movimento da Lua e dos planetas é devido à gravidade, que age entre quaisquer corpos, seja entre o Sol e a Terra, seja entre a Terra e a Lua, seja entre a Terra e uma bala de canhão, seja entre duas pedras, seja entre dois átomos. A força da gravidade é uma força atrativa universal. A Teoria da Gravitação Universal fornece a explicação unificadora tanto para a queda de uma maçã da árvore como da órbita da Terra em torno do Sol.

newton

Pintura de Isaac Newton (fonte)

Mas há ainda duas outras forças de ação à distância conhecidas desde a Antiguidade: a eletricidade e o magnetismo. Um ímã atrai um prego mesmo à distância. Quando se atritava bastão de âmbar (elektron em grego), ele atraía de longe pedaços de tecido. Em 1820, Hans Christian Oersted descobriu conexões entre eletricidade e magnetismo, apontando para uma força única, a eletromagnética. Os trabalhos experimentais de Michael Faraday (1791-1867) estabeleceram leis precisas relacionando campos magnéticos e elétricos. Aliás, foi ele quem introduziu o conceito de campo durante o seu esforço para visualizar as forças elétrica e magnética, por exemplo, ao usar limalha de ferro para traçar as linhas de campo magnético entre os polos de um ímã.

Em 1865, a teoria do eletromagnetismo de James Clerk Maxwell unifica por completo o magnetismo e a eletricidade. Nela, apenas quatro equações expressam de um modo sintético toda relação entre campos magnéticos e elétricos entre si e com cargas elétricas em repouso e em movimento. Com o eletromagnetismo de Maxwell, passa-se a perceber a própria luz como um fenômeno eletromagnético. A luz é uma onda eletromagnética. No final do século XIX, o mundo é composto por partículas e campos. Todas as forças de contato, como o atrito e a pressão, se devem a campos eletromagnéticos agindo entre partículas de matéria.

 

Qual é o número de dimensões da realidade?

A Teoria de Tudo seria a etapa final desse esforço de unificação. Ela forneceria uma descrição unificada das forças da natureza. Atualmente, os físicos reconhecem quatro forças básicas: a gravitacional, a eletromagnética, a forte e a fraca. Unificar essas forças tem sido um empreendimento que vem se estendendo por gerações. Foi ao longo do esforço para unificar as quatro forças fundamentais que surgiu a necessidade de se utilizar dimensões extras.

Img hak 3

Qual o número de dimensões da realidade? Essa é uma questão que persegue os físicos desde o século XIX, embora de modo apenas especulativo no início. No nosso universo reconhecemos três dimensões espaciais e uma quarta, o tempo. Mas será que existem mais dimensões além dessas quatro? Para ilustrar a busca por dimensões extras, Hawking usa a imagem do quebra-cabeça. Nós vemos quatro dimensões porque estamos na borda do quebra-cabeça, mas, quando começamos a ir até a parte central, vão aparecendo novas peças, novas dimensões das quais não suspeitávamos antes. As dimensões que vemos na beirada do quebra-cabeça são as dimensões estendidas, as quatro bem conhecidas por nós (incluindo o tempo), que poderiam se estender até o infinito. Já bem no meio do quebra-cabeça, onde as escalas são diminutas, aparecem as dimensões extras, que são enroladas, porque não vão além de uma certa escala muito, muito pequena. A menor escala possível na qual as leis físicas ainda poderiam ser escritas é o comprimento de Planck, ou 1,6 x 10-33 cm (1,6 milionésimo de 1 bilionésimo de 1 bilionésimo de 1 bilionésimo de centímetro). Mesmo antes de atingirmos esse ponto, mas em dimensões ainda minúsculas, temos um vazio ainda não descrito pela física atual. Como os mapas medievais ao toparem com um território desconhecido, poderíamos escrever: Hic sunt dracones (aqui há dragões).

Quando Einstein começou sua busca por uma Teoria do Campo Unificado, só se conheciam duas forças, ambas de longo alcance: a gravitacional e a eletromagnética. Mesmo nesse estágio, dimensões extras foram utilizadas para tentar unificar gravitação e eletromagnetismo na teoria pentadimensional de Theodor Kaluza e Oskar Klein, de 1921. Posteriormente, a busca de uma teoria unificada foi adiada pela descoberta de duas interações só de curto alcance, a força nuclear forte e a nuclear fraca. Aí o trabalho recomeçou do zero. A força eletromagnética e a força nuclear fraca foram unificadas em 1967-1968 por Sheldon Glashow, Steven Weinberg e Abdus Salam na força “eletrofraca”. Atualmente, caminha-se para a unificação das três forças — eletromagnética, fraca e forte — em uma força eletronuclear dentro da Teoria da Grande Unificação (GUT), embora esta ainda esteja incompleta. Porém, das forças da natureza, a que mais resiste à unificação é a nossa velha conhecida, a gravidade.

 

A unificação das forças

O problema da unificação das forças com a gravidade tem sido uma caminhada cambaleante. Na década de 1970, as teorias da unificação que estavam em alta eram as teorias de supergravidade. Essas teorias têm um ingrediente importante: a supersimetria. Na supersimetria, cada partícula tem uma parceira supersimétrica, que ainda não havia sido detectada nos laboratórios de física de partículas da época. Se a partícula tem um spin semi-inteiro, a parceira supersimétrica tem spin inteiro, e vice-versa. Vamos com calma agora. O mundo é constituído por partículas. E as partículas são de dois tipos: as partículas de spin semi-inteiro, que são chamadas de férmions, e as de spin inteiro, chamadas de bósons. Assim, o elétron tem spin ½ e é um férmion; e o fóton tem spin 1 e é um bóson. Portanto, a parceira supersimétrica de um férmion é um bóson e a de um bóson é um férmion. Havia a esperança de que o LHC (Grande Colisor de Hádrons) pudesse detectar alguma dessas parceiras supersimétricas, porém até agora os resultados foram negativos. Logo, ou a criação dessas partículas exigiria energias mais altas, ou as teorias que preveem a supersimetria estão com sérios problemas.

Em meados dos anos 1980, a supergravidade saiu de moda. A “tendência” passou a ser as teorias de supercordas, nas quais os entes fundamentais não eram partículas, mas cordas em várias dimensões. Depois de uma enormidade de trabalho insano e de muitos tropeços, chegou-se a cinco teorias de supercordas tendo como ingredientes a supersimetria e seis dimensões extras (dez dimensões ao todo). Finalmente, desde a década de 1990, os físicos teóricos começaram a descobrir as chamadas dualidades, que são classes de simetria conectando entre si os diferentes modelos com dimensões extras. Nessa altura, a supergravidade foi reabilitada e as cinco teorias de supercordas passaram a ser vistas, em conjunto com uma supergravidade de 11 dimensões, como casos-limite da chamada Teoria-M de 11 dimensões, que seria a Teoria de Tudo. Mas, é claro, não há unanimidade a respeito disso.

Foi a consistência da rede de dualidades que convenceu Hawking de que deveria haver dimensões extras. Essas dualidades mostram que os modelos seriam apenas aspectos distintos da mesma teoria subjacente, a Teoria-M. Essas dualidades revelam que todas as cinco teorias das supercordas são equivalentes entre si, além de serem também equivalentes à supergravidade. Nenhuma teoria de supercordas é mais fundamental do que a outra ou do que a supergravidade. Antes, são expressões diferentes da mesma teoria subjacente, todas elas úteis para cálculos em situações diversas.

Além da sua consistência físico-matemática, podemos procurar por indícios experimentais das dimensões extras. Se ao menos uma das dimensões extras fosse compacta e não enrolada, poderíamos testar sua existência em laboratório. Uma dimensão compacta é intermediária entre uma dimensão extensa, que pode se estender até o infinito (como são as quatro dimensões do habitual espaço-tempo), e uma dimensão enrolada, que é enovelada numa escala da ordem de alguns comprimentos de Planck. Uma dimensão compacta poderia se estender por alguns milímetros, por exemplo. Entre as quatro interações, é a gravidade que poderia ter uma dimensão extra compacta. Um modo de detectar essa dimensão extra é, por exemplo, por meio da evaporação de miniburacos negros que poderiam ser criados em grandes aceleradores de partículas, como o LHC. Se o miniburaco negro for criado, a partir de sua massa pode-se calcular o tempo esperado para sua evaporação pela radiação de Hawking. Caso a gravidade se propague por uma quinta dimensão compacta sobre uma escala relativamente grande, da ordem do milímetro, a probabilidade do vazamento do conteúdo do buraco negro será significativamente maior e ele explodirá depressa em um fulgurante surto de energia. Teremos visto o dragão, mesmo que por um instante.

 

 

Amâncio Friaça é astrônomo do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo. Trabalha em astrobiologia, cosmologia, evolução química do universo e nas relações entre astronomia, cultura e educação. Foi o responsável pela revisão técnica da edição revista de Uma breve história do tempo e da nova edição de O universo numa casca de noz, ambos lançados pela Intrínseca.