Físico holandês confronta Newton ao afirmar que a gravidade não existe

É difícil imaginar um aspecto mais fundamental da vida na Terra do que a gravidade: desde o momento em que você dá o primeiro passo e cai de traseiro sobre a fralda até o lento processo de flacidez da carne na velhice. Mas e se tudo fosse apenas uma ilusão, uma espécie de enfeite cósmico, ou um efeito colateral de algo mais que se passa nos níveis mais profundos da realidade? É isso que afirma Erik Verlinde, um respeitado teórico das cordas e professor de física da Universidade de Amsterdã, na Holanda, cuja alegação de que a gravidade é uma ilusão tem causado agitação entre os físicos.

Revertendo a lógica de 300 anos de ciência, ele argumentou em um recente trabalho intitulado “Sobre a Origem da Gravidade e as Leis de Newton”, que a gravidade é uma consequência das veneráveis leis da termodinâmica, que descrevem o comportamento do calor e dos gases. “Para mim a gravidade não existe”, disse Verlinde, que esteve recentemente nos EUA para se explicar. Não que ele não possa cair, mas Verlinde está entre um grupo de físicos que dizem que a ciência esteve olhando para a gravidade de forma errada e que há algo mais básico, a partir da qual a gravidade “surge”, assim como a elasticidade surge da mecânica dos átomos e os mercados de ações surgem do comportamento dos investidores.

Olhar para a gravidade desse ângulo poderia jogar alguma luz sobre as questões cósmicas problemáticas do momento, como a energia escura, uma espécie da antigravidade que parece estar acelerando a expansão do universo, ou a matéria escura, que supostamente é necessária para manter unidas as galáxias. O argumento de Verlinde se assemelha a algo possível de ser chamado de teoria “dia de cabelo ruim” da gravidade. É mais ou menos assim: seu cabelo encrespa no calor e umidade, porque há mais formas de seu cabelo ficar curvado do que reto, e a natureza gosta de opções. Logo, é necessária uma força para deixar o cabelo reto.

Esqueça o espaço curvo ou a atração a uma distância, descrita bem o suficiente pelas equações de Isaac Newton para nos permitir navegar pelos anéis de Saturno. A força que chamamos de gravidade é simplesmente um subproduto da tendência da natureza de maximizar a desordem. Alguns dos melhores físicos do mundo dizem não entender o trabalho de Verlinde e muitos são assumidamente céticos. Mas alguns desses mesmos físicos dizem que ele forneceu um novo ponto de vista para algumas das questões mais profundas da ciência, o porquê da existência do espaço, tempo e gravidade – apesar dele ainda não tê-las respondido. “O que é preciso dizer”, ele prossegue, “é que inspirou muitas discussões interessantes. É simplesmente uma coleção muito interessante de ideias que toca em coisas que em grande parte não entendemos a respeito de nosso universo. É por isso que gosto”. “Algumas pessoas disseram que não pode estar certo, outras que está certo e já sabíamos, que é certo e profundo, certo e trivial…”, disse Andrew Strominger, um teórico de cordas de Harvard (EUA).

Verlinde não é um candidato óbvio para ir muito longe em algo assim. Ele e seu irmão Herman, um professor de Princeton (EUA), são gêmeos célebres conhecidos mais pelo domínio da matemática da teoria das cordas do que por voos filosóficos. Nascidos em Woudenberg, na Holanda, em 1962, os irmãos foram inspirados por dois programas de televisão dos anos 1970 sobre física de partículas e buracos negros. “Eu fui completamente fisgado”, lembrou Verlinde. Ele e seu irmão obtiveram PhD na Universidade de Utrecht juntos em 1988 e então foram para Princeton, Erik para o Instituto de Estudos Avançados e Herman para a universidade. Após cruzarem frequentemente o oceano, eles foram efetivados em Princeton. Se casaram e se divorciaram de irmãs. Erik deixou Princeton e foi para Amsterdã para ficar próximo de seus filhos. Ele começou a se destacar na pós-graduação, quando inventou a Álgebra Verlinde e a fórmula Verlinde, que são importantes na teoria das cordas, a chamada teoria de tudo, que diz que o mundo é feito de minúsculas cordas vibrantes.

Você pode se perguntar por que um teórico de cordas está interessado nas equações de Newton. Afinal, Newton foi derrubado há um século por Einstein, que explicou a gravidade como dobras no espaço-tempo, e que alguns teóricos acham que poderá ser derrubado pelos teóricos das cordas. Nos últimos 30 anos a gravidade está sendo “despida”, nas palavras de Verlinde, do status de força fundamental. Esse despojamento teve início nos anos 1970 com a descoberta de Jacob Bekenstein, da Universidade Hebraica de Jerusalém, e de Stephen Hawking, da Universidade de Cambridge, entre outros, de uma ligação misteriosa entre os buracos negros e a termodinâmica, culminando na descoberta por Hawking em 1974 de que quando os efeitos quânticos são levados em consideração, os buracos negros brilhariam e no final explodiriam.

Em um cálculo provocante em 1995, Ted Jacobson, um teórico da Universidade de Maryland, mostrou que dadas algumas dessas ideias holográficas, as equações da relatividade geral de Einstein são apenas outra forma de declarar as leis da termodinâmica. Essas explosões de buracos negros (pelo menos na teoria, já que nenhuma ainda foi observada) expuseram uma nova estranheza na natureza. Os buracos negros, na verdade, são hologramas – como imagens 3D que você vê nos cartões de banco. Toda a informação sobre o que foi perdido dentro deles está codificada em suas superfícies. Os físicos se perguntam desde então sobre como esse “princípio holográfico” – de que talvez sejamos apenas sombras em um muro distante – se aplica ao universo e de onde ele vem.

Em um exemplo notável de um universo holográfico, Juan Maldacena, do Instituto para Estudos Avançados, construiu um modelo matemático de um universo “lata de sopa”, onde o que acontece dentro da lata, incluindo a gravidade, está codificado no rótulo no lado de fora da lata, onde não há gravidade, assim como uma dimensão espacial a menos. Se as dimensões não importam e a gravidade não importa, quão reais podem ser? Lee Smolin, um teórico de gravidade quântica do Instituto Perimeter para Física Teórica, chamou o trabalho de Jacobson de “um dos trabalhos mais importantes dos últimos 20 anos”. Mas ele recebeu pouca atenção inicialmente, disse Thanu Padmanabhan, do Centro Interuniversitário para Astronomia e Astrofísica em Pune, na Índia, que tratou do tema da “gravidade emergente” em vários trabalhos nos últimos anos. Padmanabhan disse que a ligação com a termodinâmica se aprofundou mais do que apenas as equações de Einstein e outras teorias da gravidade. “A gravidade”, ele disse recentemente em uma palestra no Instituto Perimeter, “é o limite termodinâmico da mecânica estatística” dos átomos do espaço-tempo.

Verlinde disse que leu o trabalho de Jacobson muitas vezes ao longo dos anos, mas que ninguém parece ter entendido a mensagem. As pessoas ainda falam da gravidade como uma força fundamental. “Nós claramente temos que levar estas analogias a sério, mas aparentemente ninguém leva”, ele se queixou. Seu trabalho, publicado em janeiro, lembra o de Jacobson de muitas formas, mas Verlinde se irrita quando as pessoas dizem que ele não acrescentou nada de novo à análise de Jacobson. O que é novo, ele disse, é a ideia de que diferenças na entropia podem ser o mecanismo por trás da gravidade, de que a gravidade é, como ele coloca, uma “força entrópica”. Ele teve essa inspiração por cortesia de um ladrão. Quando estava prestes a voltar para casa de férias no sul da França em meados do ano passado, um ladrão entrou em seu quarto e roubou seu laptop, chaves, passaporte, tudo. “Eu tive que permanecer mais uma semana”, ele disse, “e tive essa ideia”. Na praia, seu irmão recebeu uma série de e-mails, primeiro dizendo que teria que prolongar sua estadia, depois dizendo que ele teve uma nova ideia e, finalmente, no terceiro dia, dizendo que ele sabia como derivar as leis de Newton a partir dos primeiros princípios, a ponto de Herman lembrar de ter pensado: “O que está acontecendo? O que ele anda bebendo?”.

Pense no universo como uma caixa de letras do jogo Scrabble (palavras cruzadas). Há apenas uma forma de arranjar as letras para soletrar Gettysburg, em comparação a um número astronômico de formas para soletrarem baboseiras. Sacuda a caixa e ele tenderá à coisas sem sentido, a desordem aumentará e a informação será perdida à medida que as letras se misturam na direção de suas configurações mais prováveis. Seria isso a gravidade? Como uma metáfora de como isso funcionaria, Verlinde usou o exemplo de um polímero (um filamento de DNA, um macarrão instantâneo ou um cabelo) enrolando. “Eu levei dois meses para entender os polímeros”, ele disse. O trabalho resultante, como reconhece Verlinde, é um pouco vago. “Esta não é a base de uma teoria. Eu não finjo que isto é uma teoria. As pessoas devem ler as palavras que estou dizendo e não os detalhes das equações”, explicou.

Padmanabhan disse que vê pouca diferença entre os trabalhos de Verlinde e de Jacobson e que o novo elemento de força entrópica carece de rigor matemático. “Eu duvido que essas ideias resistam ao teste do tempo”, ele escreveu em uma mensagem por e-mail da Índia. Jacobson disse que não conseguiu entendê-la. John Schwarz, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, um dos pais da teoria das cordas, disse que o trabalho é “muito provocador”. Smolin o chamou de “muito interessante e também muito incompleto”. Em um workshop no Texas neste ano, foi pedido a Raphael Bousso, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, que liderasse uma discussão a respeito do trabalho. “O resultado final foi que ninguém entendeu, incluindo pessoas que inicialmente achavam que ele fazia sentido. De qualquer forma, o trabalho de Erik chamou atenção para uma pergunta genuinamente profunda e importante, o que é bom. Eu apenas não acho que nos aproximamos de uma resposta após o trabalho de Erik. Há muitos trabalhos sobre o assunto, mas diferente de Erik, eles nem mesmo entendem o problema”, disse Bousso.

Os irmãos Verlinde agora estão tentando reapresentar essas ideias em termos mais técnicos da teoria das cordas, e Erik tem viajado um bocado para falar sobre o fim da gravidade. Michael Douglas, um professor de Stony Brook, descreveu o trabalho de Verlinde como “um conjunto de ideias que encontra apoio na comunidade”, acrescentando que “todos estão aguardando para ver se é possível tornar isso mais preciso”. Até lá, o júri dos pares de Verlinde não chegará a uma decisão. Em um almoço em Nova York, Verlinde avaliou suas experiências dos últimos 6 meses. Ele disse que simplesmente se rendeu à sua intuição. “Quando me veio essa ideia, eu fiquei realmente empolgado e eufórico”, disse Verlinde. “Não é com frequência que alguém tem a chance de dizer algo novo sobre as leis de Newton. No momento eu não vejo que estou errado. Isso basta para seguir em frente.” Ele disse que amigos o encorajaram a ir fundo e ele não lamenta. “Se ficar provado que estou errado, de qualquer forma algo será aprendido. Ignorar isso seria errado.” No dia seguinte, Verlinde deu uma palestra mais técnica para um punhado de físicos na cidade. Ele lembrou que alguém tinha lhe dito que a história da gravidade parecia a das novas roupas do imperador. “Nós sabemos há algum tempo que a gravidade não existe”, disse Verlinde. “É hora de gritar isso.”

Fonte: Bol.

Quantas dimensões há no universo?

No início do século 20, a resposta para essa pergunta era tão óbvia quanto velha. Euclides, lá na Grécia antiga, já havia sacado que são 3 as direções possíveis para qualquer movimento: para cima ou para baixo (altura); para a esquerda ou para a direita (largura); e para a frente ou para trás (profundidade). Portanto, o espaço possui 3 dimensões. Fácil, não? Vai sonhando… Em 1905, Einstein começou a bagunçar tudo. Ele demonstrou que, ao contrário do que dizia a física até então, o espaço e o tempo não eram fixos e imutáveis. Na verdade, eles eram flexíveis e manipuláveis, de modo que era possível, sob certas condições, encolher o tamanho de um centímetro ou esticar a duração de um segundo. E o pior: a modificação sobre um estava atrelada à transformação do outro. Ou seja: o tempo era, do ponto de vista físico, indistinguível do espaço. Com isso, deixou de ser possível falar em 3 dimensões – já que o tempo não podia mais ser colocado em uma gaveta distinta da das outras dimensões. Ficou claro que tudo era uma coisa só: um continuum espaço-tempo, como os físicos hoje adoram dizer. Até aí, bastava incorporar o tempo, que até Euclides conhecia, à lista das 3 dimensões existentes.

Mas Einstein fez questão de complicar ainda mais as coisas quando, em 1915, conseguiu aprofundar sua Teoria da Relatividade. Ao estudar os movimentos acelerados, ele percebeu que a gravidade era nada menos do que uma distorção na geometria das 4 dimensões. Saía de cena a geometria euclidiana e vinha em seu lugar uma geometria não-euclidiana (em que a soma dos ângulos de um triângulo não necessariamente dá 180 graus e linhas paralelas podem se cruzar!). Não satisfeito em pôr de cabeça para baixo a geometria básica do Universo, Einstein decidiu que o passo seguinte era unificar a física toda num só conjunto de equações. Naquela época, em que ninguém conhecia ainda as forças que agiam dentro dos átomos, a tão sonhada unificação era apenas uma questão de costurar a relatividade (que explicava a gravidade) e o eletromagnetismo (responsável, como você pode imaginar, pelos fenômenos elétricos e magnéticos, ambos relacionados à partícula que aprendemos a chamar de elétron).

Einstein não foi muito adiante com seus esforços, mas outros foram inspirados por sua busca. Entre eles, dois se destacaram muito cedo: Theodor Kaluza e Oskar Klein. Trabalhando individualmente em meados da década de 1920, os dois perceberam que, se a relatividade geral fosse reescrita para acomodar 5 dimensões, em vez de 4, as equações do eletromagnetismo brotavam naturalmente dela. Mas tinha um probleminha: até onde se pode ver, o Universo não tem 5 dimensões, mas apenas 4. Klein, em 1926, sugeriu que não podíamos ver a 5ª dimensão porque ela estaria enrolada em si mesma, como um tubinho minúsculo. Foi então que surgiu a Teoria das Cordas – a noção de que as partículas que compõem o Universo poderiam ter a forma de cordas vibrantes. Os físicos desconfiam que, a partir dessa premissa, seria possível descrever todos os componentes da natureza numa única teoria – mas só se o Cosmos possuísse nada menos que 26 dimensões. Uma dimensão enrolada escondida, vá lá. Mas quem vai acreditar em 22 dimensões escondidas? Como explicar que 4 dimensões são aparentes e as outras todas ficam ocultas?

Pois é, como os próprios físicos achavam essa ideia difícil de engolir, começaram a trabalhar numa forma de reduzir o número de dimensões necessárias. Hoje eles já conseguiram fechar com 10 ou 11 dimensões – e muitos pesquisadores acreditam que o número não vai cair muito mais que isso. Ou seja, se a Teoria das Cordas estiver certa, o Universo deve estar cheio de dimensões enroladas e, portanto, invisíveis. Bem mais recentemente, a física quântica começou a desconfiar que os elétrons não são imutáveis em suas órbitas, como muitos pensam, mas sim viajantes dimensionais existindo em dimensões paralelas. É sabido que os elétrons existem de forma oscilatória, surgindo e sumindo a todo o momento; a partir disso, a Teoria das Cordas tenta provar que eles estão à todo momento viajando entre as 11 dimensões.

Fonte: Superinteressante.

Brasil terá acelerador de partículas

As obras para construção do novo acelerador de partículas brasileiro devem começar nos próximos meses no LNLS (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron), em Campinas-SP. O equipamento foi batizado de Sirius. O projeto está em fase de finalização e a estimativa é de que o valor total fique em torno de R$ 650 milhões – investimento que será bancado pelo Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação. O governo de São Paulo contribuiu com a desapropriação de um terreno de 150 mil m². O Sirius é atualmente o principal projeto científico desenvolvido no país. A expectativa é de que, quando estiver pronto, em 2016, ele se transforme em atrativo para renomados cientistas internacionais, o que contribuiria para a troca de conhecimento com os jovens brasileiros. O diretor do LNLS, Antonio José Roque da Silva, destacou a importância do novo acelerador: “Ao construirmos um equipamento que terá uma das tecnologias mais modernas de todo o mundo, pesquisadores de outros países terão interesse em trazer seus estudos para o Brasil”.

Desde 1997, está em funcionamento um acelerador de elétrons de 2ª geração no LNLS. “O Sirius será uma 3ª geração e possibilitará estudos que no momento não podemos desenvolver. Será um ganho de benefícios para várias áreas”, explica Roque da Silva. O acelerador de partículas ampliará a capacidade de emissão de radiação com maior brilho proveniente da aceleração de elétrons (luz síncrotron). O equipamento também permitirá elevar a faixa de alcance de raios X duros, o que possibilitará penetrar em estruturas mais espessas. “O novo acelerador oferecerá condições melhores de estudo. Com a energia mais alta, conseguiremos penetrar em materiais que não conseguimos estudar hoje, como cimento e o aço. Esses resultados permitirão a construção de análises com imagens tridimensionais”, diz Roque da Silva. De acordo com Roque da Silva, as obras de limpeza e terraplanagem devem ser realizadas a partir de abril: “Estamos dentro do prazo. Primeiro teremos a limpeza do terreno. Em agosto ou setembro vamos iniciar a fundação do prédio. O método construtivo do piso ainda será definido”. O piso, aliás, é o ponto que falta para a conclusão do projeto. Roque da Silva contou que o acelerador terá 518 metros de perímetro e precisará de um piso sem vibrações. “Estamos entre dois protótipos: o inglês e o sueco. A previsão de conclusão é para 2016, na metade ou meio do ano. Mas o objetivo é abrir em 2017. Antes de abrir, porém, precisaremos fazer os condicionamentos necessários para permitir que o local fique apto para os cientistas”.

Ele ainda afirma haver grande desconhecimento dos benefícios que podem ser alcançados com a luz síncrotron: “Os estudos podem apresentar soluções para os problemas da indústria. Temos a missão de transmitir isso para as empresas. Temos uma conversa com a Petrobrás, que poderia se beneficiar com estudos para a exploração do pré-sal. A arqueologia ou a paleontologia podem se beneficiar para estudar fósseis sem a necessidade de danificá-los. Existe uma vasta gama de pesquisa que envolve aplicações ao petróleo, gás, parte biológica, plásticos, estrutura de proteínas ou imagens de tecidos da área médica”. Quando se fala em acelerador de partículas, geralmente lembram do LHC na Europa, construído no Cern (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares) e que descobriu o Bóson de Higgs. A finalidade do acelerador brasileiro, no entanto, é completamente diferente. Roque da Silva explica os objetivos: “O LHC tem como meta acelerar partículas para colisão com determinada intensidade para entender a estrutura fundamental da matéria, caminhando para o começo do entendimento do após o Big Bang. O síncrotron não vai gerar uma colisão como o LHC. Nossa função é acelerar elétrons para gerar radiação para ser aplicado em estudos, como fazer imagens tridimensionais de objetos”, explica.

Fonte: Band.

Biblioteca Nacional de Israel exibe manuscritos teológicos de Isaac Newton

IsaacNewton-1689Conhecido por estudos que revolucionaram a física, a matemática e a astronomia nos séculos 17 e 18, Isaac Newton era também um estudioso em um campo de conhecimento que não o deu tanta visibilidade na história: a teologia. Além de estudos conhecidos como as 3 leis do movimento, que são a base dos estudos da mecânica clássica e levam seu nome, Newton deixou uma grande coleção de escritos sobre teologia. O legado teológico do cientista britânico está reunido em uma coleção de cerca de 7.500 páginas escritas a mão que pertencem à Biblioteca Nacional de Israel que, de acordo com a Associated Press, digitalizou todo esse material e o disponibilizou online. Os textos abordam assuntos como interpretações da Bíblia e história de culturas antigas.

De acordo com o curador da coleção de Ciências Humanas da Biblioteca Nacional de Israel, Milka Levy-Rubin, Newton era um cristão devoto que abordou muito mais a teologia do que a física, e que acreditava que a Bíblia fornecia um “código” para o mundo natural. O curador afirma também que, diferente da forma com que fazemos distinção entre essas áreas hoje (ciência e fé), “para Newton era tudo parte de um mesmo mundo”. “Ele acreditava que o estudo cuidadoso dos textos sagrados era um tipo de ciência, que se analisado corretamente poderia prever o que estava por vir”, completou o curador.

Esses textos tornaram-se propriedade da biblioteca israelense de uma maneira, no mínimo, curiosa: Anos após a morte de Newton em 1727, seus descendentes doaram seus manuscritos científicos à Universidade de Cambridge. No entanto, a universidade rejeitou os seus manuscritos não científicos, que foram leiloados na casa de leilões Sotheby’s em Londres, em 1936. Como outra casa de leilões famosa de Londres, a Christie’s estava oferecendo uma coleção de arte impressionista que chamou muito mais atenção, apenas dois lançadores interessaram-se pela coleção de Newton naquele dia.

Os escritos teológicos foram arrematados por Abraham Shalom Yahuda, um pesquisador de estudos orientais judaicos. A coleção de Yahuda foi legada à Biblioteca Nacional de Israel em 1969, anos após sua morte. Em 2007, a biblioteca exibiu os papéis pela primeira vez, e agora elas estão disponíveis para todos online. Levy-Rubin afirma que os textos mostram que “no que diz respeito a Newton, sua abordagem da teologia era tão ciência quanto à da física. Sua visão de mundo era que o seu ‘laboratório’ para entender a história era a Bíblia”. O curador disse ainda que, para Newton, “sua fé não era menos importante para ele do que sua ciência”.

Veja todos os manuscritos digitalizados AQUI (em inglês).

Com informações de: Gospel+

Os grandes cientistas do século 20

A fotografia abaixo foi feita durante o 5º Congresso de Solvay de Física e Química, em outubro de 1927, em Bruxelas, Bélgica. Nesta, que foi talvez a mais famosa conferência científica, discutiu-se sobre elétrons e fótons. A recém formulada teoria quântica foi discutida com as personalidades dominantes Albert Einstein e Niels Bohr (debate Einstein-Bohr). No começo do século 20, estas Conferências de Solvay reuniam os mais consagrados cientistas da época, e proporcionaram avanços fundamentais para a Física Quântica (clique na imagem para ver em tamanho grande).

Solvay

Da esquerda para a direita:

3ª fila de pé: Auguste Piccard, Émile Henriot, Paul Ehrenfest, Édouard Herzen, Théophile de Donder, Erwin Schrödinger, Jules-Émile Verschaffelt, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Ralph H. Fowler, Léon Brillouin.

2ª fila sentados: Peter Debye, Martin Knudsen, William Lawrence Bragg, Hendrik Anthony Kramers, Paul Dirac, Arthur Compton, Louis de Broglie, Max Born, Niels Bohr.

1ª fila sentados: Irving Langmuir, Max Planck, Marie Curie, Hendrik Antoon Lorentz, Albert Einstein, Paul Langevin, Charles Eugène Guye, Charles Thomson Rees Wilson, Owen Willans Richardson.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...
Pág. 10 de 12Pág. 1 de 12...91011...Pág. 12 de 12
%d blogueiros gostam disto: