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Meu nome ж Prof. Michio Kaku.
Sou professor de fьsica teзrica na City University da Universidade de New York
e me especializei em Teoria das Cordas
Sou fьsico e algumas pessoas me perguntam:
O que a fьsica fez por mim nos Щltimos tempos? Quer dizer, vai melhorar minha TV a cores?
Consigo melhor conexсo de internet com a fьsica?"
E a resposta ж sim.
Veja, a fьsica constitui um dos alicerces para a matжria e energia.
Os fьsicos inventaram o raio laser, o transistor
Ajudamos a criar o primeiro computador, a construir a internet,
Criamos a rede mundial de computadores.
Alжm disso, ajudamos na invenусo da TV, do rрdio, do radar, e do microondas,
como tambжm da ressonРncia magnжtica, tomзgrafos, raio-x.
Em outras palavras, quase tudo que pode ser visto em sua sala
tudo que hр em um hospital moderno, de uma certa forma, tem origem na fьsica.
Interessei-me pela fьsica quando era crianуa
Quando tinha 8 anos, um grande cientista acabara de falecer
Aidna me lembro de meu professor do primрrio entrar na sala e anunciar que
o maior cientista de nossa era tinha falecido
E naquele dia, todo os jornais publicaram uma foto de sua mesa
a mesa de Albert Einstein.
E no tьtulo dizia - nunca me esquecerei
"O manuscrito inacabado do extraordinрrio trabalho do maior cientista de nosso tempo."
E eu me perguntava: "Por que ele nсo terminou? O que hр de tсo difьcil?
╔ uma tarefa de escola, nсo ж? Por que nсo pedir ajuda para a mсe? Por que nсo pode resolver o problema?"
Entсo com oito anos de idade, decidi descobrir que problema era aquele
Anos depois, percebi que se tratava de uma teoria sobre tudo: Teoria do Campo Unificado.
Uma equaусo que resumiria todas as forуas fьsicas que hр no universo.
Uma equaусo como e = mc^2. Esta equaусo tem meia polegada,
e revela o segredo das estrelas.
Por que as estrelas brilham? Por que a galрxia ж iluminada?
Por que temos energia no planeta Terra?
Mas aconteceu outra coisa comigo quando tinha cerca de oito anos.
Fiquei viciado nos programas de TV exibidos aos sрbados pela manhс. Mais precisamente, em Flash Gordon.
Eu estava vidrado. Toda manhс de sрbado assistia filmes de aliens vindo do espaуo:
Naves espaciais, armas a laser, escudos invisiveis, cidades ao cжu - era tudo que eu queria.
Mas apзs alguns anos, comecei a reparar.
Em primeiro lugar, notei que eu nсo tinha cabelos loiros e olhos azuis,
Nсo tinha mЩsculos como os de Flash Gordon, mas um cientista fazia o seriado funcionar.
Em especial, um fьsico.
Era ele que tinha descoberto a arma a laser, as espaуonaves.
Era ele que tinha criado o escudo invisьvel.
E percebi algo mais: para compreender o futuro
ж preciso entender a fьsica.
A fьsica estр presente nos alicerces de tudo, parafernalia, na magia,
todas as maravilhas da era tecnologica, todas remontam
ao trabalho de um fьsico.
A maior parte da ficусo cientьfica estр, de fato, intimamente ligada as leis da fьsica,
talvez possьvel daqui hр cem anos.
Existem algumas impossibilidades que levarсo mil anos ou mais.
que incluem viagem no tempo, dobra espacial, grandes dimensшes,
Portais que cruzam o espaуo e tempo, stargates, buracos de verme.
Se tivжssemos que encontrar nossos bisavзs no comeуo do sжculo XX
verьamos sitiantes daquela жpoca.
Em mжdia, eles nсo viviam mais que 40 anos.
A comunicaусo de longa distРncia no comeуo do sжc.XX era berrar para seu vizinho,
e contudo, se eles lhes vissem agora
com iPads, iPods, GPS e raios lasers,
Que achariam de vocЖs?
Possivelmente lhes veriam como um mago ou feiticeiro.
Entretanto, se pudжssemos encontrar nossos netos em 2100,
Qual seria nossa opiniсo sobre eles?
Eles seriam deuses como na mitologia grega.
Zeus podia controlar objetos ao seu redor com o pensamento
materializar objetos com o poder da mente
e existem benefьcios em ser um deus grego
Venus tinha um corpo perfeito, inatingьvel pelo tempo
comeуamos a desvendar a genжtica do processo de envelhecimento a nьvel molecular
E havia o deus Apolo, que tinha uma charrete que podia percorrer os cжus
Finalmente atж o ano 2100, teremos um carro que voa, que sempre desejamos em nossa garagem
Teremos os poderes dos deuses
Parafraseando Arthur C. Clarke,
Qualquer tecnologia suficientemente avanуada nсo ж discernivel da divindade
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Vamos comeуar nossa estзria
A histзria da fьsica na civilizaусo moderna
Antes de Isaac Newton e Galileu
Estamos abrigados pelos mistжrios da superstiусo
As pessoas acreditavam em toda espжcie de espьritos e demЗnios.
O que faziam os planetas moverem?
Por que as coisas se interagem? Era um mistжrio.
De volta a Idade Mжdia, por exemplo,
as pessoas liam os trabalhos de Aristзteles, e Aristзteles formulou uma pergunta
"Por que os objetos se movem em direусo a terra?"
Ele dizia "Os objetos tem vontade - vontade de se unirem a terra."
E por que os objetos diminuem a velocidade quando colocados em movimento?
"Objetos em movimento diminuem a velocidade porque se cansam."
Esses sсo os trabalhos de Aristзteles, que permaneceram com grande influencia por quase 2,000 anos atж o comeуo da era moderna com Galileu e Isaac Newton.
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Quando os povos antigos olhavam para o cжu, estava repleto de mistжrio e admiraусo.
E em 1066, a data mais importante do calendario britРnico,
houve um cometa que navegaria sobre o campo de batalha de Hastings
Assustou as tropas do Rei Harold, e um jovem da Normandia
invadiu a Inglaterra e derrotou o Rei Harold na Batalha de Hastings,
criando a moderna monarquia BritРnica
But the question is, where did the comet come from? Mas a pergunta ж de onde surgiu esse cometa?
Que cometa era aquele que misteriosamente pavimentou o caminho para a chegada da monarquia BritРnica?
Acreditem ou nсo, este mesmo cometa
que iniciou a monarquia BritРnica
passou por Londres mais uma vez em 1682.
Desta vez, tudo mundo fazia a mesma pergunta: de onde vem os cometas?
Eles indicam a morte do rei?
Por que temos mensageiros do paraьso no cжu?
Bem, um homem ousou descobrir o segredo dos cometas,
foi Isaac Newton.
Na verdade, quando Newton tinha 23 anos, ele descobriu por acaso a forуa da gravidade.
De acordo com a histзria, ele estava andando em sua propriedade em Wilsthorpe e viu uma maуa cair.
E Isaac Newton olhou para a lua.
E ele fez a pergunta chave que auxiliou a desvendar o segredo do firmamento
Se uma maус cai, poderia a lua tambem cair?
E a resposta ж sim.
E aquela resposta destruiu milhares de anos de mistжrio e especulaусo sobre o movimento dos cжus
A lua estр em queda livre tal como a maус
A lua estр em queda constante em direусo a terra.
Nсo atinge a Terra porque ela gira ao redor do planeta, que ж redondo
Ela se move de acordo com uma forуa - a forуa da gravidade.
Entсo Newton logo tentou desenvolver os modelos matemрticos
E ele percebeu que a matemрtica da жpoca nсo era suficiente para descrever o movimento
de uma lua em queda.
O que Isaac Newton fez?
Aos 23 anos, ele nсo somente se deparou com a forуa da gravidade,
como tambжm criou o Cрlculo.
Na verdade, ele criou o Cрlculo na velocidade com que se aprende quando se ж calouro na faculdade.
E por que ele criou o Cрlculo?
Para calcular o movimento de uma lua em queda.
Com a matemрtica da жpoca era impossьvel calcular
as trajetзrias dos objetos que se movem sob um campo de forуa quadrрtico invertido
E foi isso que Isaac Newton fez. Ele estudou o movimento da lua,
e percebeu que ao compreender a lua,
tambжm entenderia o movimento dos planetas no sistema solar.
E Isaac Newton inventou um novo telescзpio.
Era um telescзpio refletor, que lhe permitiu rastrear o movimento do cometa
Acontece que tudo mundo falava sobre o cometa, incluindo um inglЖs bastante rico chamado Edmund Halley.
Edmund Halley, era um comerciante rico, que decidiu fazer uma viagem a Cambridge
para conversar com o cientista inglЖs mais renomado: Sir Isaac Newton
Bem, Edmund Halley perguntou: quais sсo suas impressшes sobre este cometa?
"Ninguжm entende de cometas, eles sсo um mistжrio"
"Fascinam as pessoas hр sжculos, milЖnios - o que pensa disso?"
Newton deve ter dito algo como, que vou parafrasear
"Isso ж fрcil. Este cometa se move em uma trajetзria elьptica perfeita. Ele segue um campo cuja forуa ж inversamente proporcional ao quadrado"
"Consigo rastreр-lo todo dia com meu telescзpio refletor e o trajeto daquele cometa
segue meu modelo matemрtico de forma exata"
╔ claro que nсo sabemos qual foi a reaусo de Edmund Halley
Ele deve ter dito algo como: "Pelo amor de Deus, homem, por que nсo publica o trabalho mais importante
na histзria da ciЖncia?
Se estiver correto, vocЖ decodificou o segredo das estrelas, o segredo dos cжus
Ninguжm entende de onde vЖm os cometas"
E Newton respondeu: "Bem. ╔ muito caro. Nсo sou um homem rico"
"Sairia muito caro resumir todo o cрlculo que inventei e descrever todo o movimento das estrelas"
E Halley deve ter dito: Sr. Newton, eu sou um homem rico.
"Fiz minha fortuna no comжrcio. Pagarei pela publicaусo do maior trabalho cientьfico em qualquer lьngua"
E foi publicado "Principia", contendo os princьpios matemрticos que guiam o universo
Acredite ou nсo, talvez seja um dos trabalhos mais importantes
jр escrito por alguжm desde que evoluьmos da Africa hр 100 mil anos
Percebe que esse livro pшe em funcionamento a fьsica do universo
As forуas que controlam o movimento dos planetas, que podem ser calculadas, e que definem
o movimento das balas, foguetes, pedras - tudo que se move de acordo com as Leis do Movimento
e do Cрlculo de Sir Isaac Newton.
De fato, mesmo hoje quando lanуamos nossos sondas espaciais, nсo usamos as equaушes de Einstein
Elas se aplicam apenas quando se atinge a velocidade da luz ou prзximo de um buraco negro.
Usamos a Lei da Gravidade de Newton.
Sсo tсo precisas que quando lanуamos uma sonda para alжm dos anжis de Saturno,
utilizamos as mesmas equaушes que Newton desenvolveu no sec. XVII
Por este motivo fomos capazes de desvendar os segredos do sistema solar
Uma cortesia da Lei de movimento de Isaac Newton.
Newston nсo apenas colocou em funcionamento a habilidade de calcular os planetas
como tambжm pЗs em prрtica a mecРnica
As mрquinas de hoje operam sobre leis bem definidas
Newton formulou trЖs leis de movimento: a primeira lei determina que os objetos tendem a permanecer em movimento para sempre
a menos que uma forуa externa atue sobre eles.
Pode-ser observar em um rink de patinaусo
Ao arremessar um disco no gelo ele continua em movimento a menos que uma forуa externa interfira
╔ diferente da Lei de Movimento de Aristзteles
Aristзteles dizia: objetos em movimento param porque se cansam
A segunda Lei de Movimento diz que Forуa ж o produto da massa pela aceleraусo
E essa equaусo tornou possьvel a Revoluусo Industrial.
Motores a vapor, locomotivas, fрbricas, mрquinas. Tudo isso possьvel graуas a mecРnica
posta em prрtica pela segunda Lei do Movimento de Newton: forуa ж igual a massa x aceleraуao
E Newton fez a terceira Lei do Movimento: para cada aусo hр uma reaусo de mesma intensidade em sentido oposto
Essa ж a lei da propulsсo de foguetes
Por isso foi possьvel lanуar foguetes pelo espaуo
A liусo aprendida aqui ж que os cientistas elucidaram a primeira forуa do universo, gravidade
que pЗs em funcionamento a revoluусo industrial - que derrubou reis e rainhas na Europa
que deslocou o Feudalismo, prenunciando a era moderna
Tudo devido a um jovem de 23 anos que olhou para cima e perguntou: a lua tambжm cai?
Quando eu era crianуa e vivia na California costumava ver fotos do Empire States
E me perguntava: como podem construir um prжdio tсo alto sem saber que pode cair?
E por que nсo cai? Nсo fizeram modelos em escala desse negзcio
Nсo havia como testar se um edifьcio tсo alto como o Empires States poderia cair
Como eles sabiam de antemсo que um prжdio nсo iria cair?
E a resposta ж a Lei do Movimento de Newton
Hoje eu ensino a Lei de Movimento de Newton e ж possьvel calcular
as forуas em cada tijolo existente no Empire State
usando a segunda lei de movimento: forуa ж massa x aceleraусo
Quando Newton desvendou a forуa da gravidade, esta era a primeira forуa
Vamos examinar a segunda forуa
Uma superior que interfere em nossas vidas
A forуa eletromagnжtica
Desde os tempos em que os humanos observam as lРmpadas no alto, ou se amedrontam pelo som do trovсo
eles se perguntam: Serр que os deuses lanуam raios ou trovшes? Estсo zangados conosco?
Os cientistas perceberam que os relРmpagos e os trovшes podem ser duplicados na Terra
que podemos criar pequenos raios usando a eletricidade
Mas nсo foi atж o sжc. XIX que comeуamos finalmente a revelar a segunda forуa que rege o universo
a forуa eletromagnжtica
Michael Faraday deu palestras em Londres que fascinavam a todos, de adultos a crianуas
e ele demonstrou a incriveis propriedades da eletricidade
Alguns faziam uma simples questсo: se estivermos em um carro ou aviсo e somos atingidos por um raio
por que nсo ficamos eletrocutados e morremos?
Faraday respondeu a pergunta
Ele criou uma gaiola
Ele andava dentro de sua gaiola de aуo, eletrifida, e nсo se eletrocutava
Foi batizada de Gaiola de Faraday e toda vez que alguжm entra em uma estrutura de metal fica protegido pelo objeto
O que Michael Faraday fez foi ajudar a desvendar a segunda grande revoluусo
com o que denominamos Lei de Faraday
Um fio em movimento dentro de um campo magnжtico tem seus eletrons deslocados, criando uma currente elжtrica
Esta simples idжia, desencadeou a revoluусo na eletricidade, por este motivo temos geradores hidrelжtricos
barragens que podem produzir uma quantidade enorme de energia, por esta razсo que sсo construьdas usinas nucleares
ж por isso que temos eletricidade nessa sala agora
em uma escala pequena, vocЖ usa em sua bicicleta
Ao colocar uma lРmpada em sua bicicleta, o giro da roda rotaciona um imс
Este imс empurra os elжtrons em um fio e por isso que a eletricidade acende a lРmpada de sua bicicleta
Em outras palavras, eletricidade e magnetismo foram unidos em uma forуa Щnica
Uma vez pensamos que a eletricidade e o magnetismo fossem separados
Agora sabemos que se trata da mesma forуa
se um meio magnжtico pode gerar um campo elжtrico,
isso significa que um campo elжtrico em movimento pode criar um campo magnжtico
E se um pode gerar o outro, por que nсo oscilar e criar uma onda?
de tal forma que campos elжtricos gerariam campos magnжticos que criariam campos elжtricos infinitamente
para criar uma onda?
Bem, por volta da guerra civil americana, um fьsico matemрtico, James Clerk Mawell
calculou a velocidade dessa onda com os modelos de Faraday
Em uma dos grandes avanуos de todo tempo, James Clerk Maxwell calculou a velocidade dessa onda
e descobriu que era igual a da luz
E ele fez essa incrьvel descoberta
Isso ж luz
Isso ж o que a luz representa
Nсo viaja por acaso a velocidade da eletricidade, ж a prзpria luz
E as fзrmulas foram escritas por James Clerk Maxwell
Infelizmente, o prзprio Michael Faraday nсo teve uma educaусo formal
Ele nсo pode descrever em modelos matemрticos seu prзprio trabalho
James Clerk Maxwell era um fьsico teзrico, assim como eu
Ele descreveu a matemрtica dos campos elжtricos oscilantes e campos magnжticos
sсo chamadas de equaушes de Maxwell
Essas fзrmulas tem que ser decoradas por todo fьsico na pзs-graduaусo
Ninguжm consegue um doutorado sem memorizar essas fзrmulas
Todo engenheiro que lida com radio e radar tem que decorar essas fзrmulas
Se vocЖs forem a Berkeley onde eu obtive meu doutorado, pode-se comprar uma camiseta com dizeres
No comeуo Deus disse que a divergЖncia de quatro dimensшes de um campo tensorial anti-simжtrico de segunda ordem = 0, e houve a luz
Senhores e senhores, essa ж a equaусo da luz
As consequЖncias da revoluусo eletromagnжtica influenciaram todos
Essa ж uma foto da Terra tirada do espaуo
Olhem para essa foto!
A Europa estр iluminada. Pode-se ver os produtos de nossos esforуos para criar eletricidade
para energizar nossas vidas em uma foto - ver a Terra do espaуo
Vamos falar sobre como o trabalho de Faraday e Maxwell influenciam nossas vidas tambжm
Essa ж a internet. Ela ж um subproduto do campo eletromagnжtico
Pode-se ver que onde hр internet, hр prosperidade
Existe ciЖncia, entretenimento e atividade econЗmica
Onde nсo hр internet, temos a pobreza
No futuro, a internet serр miniaturizada e colocada em nossos зculos
Seus зculos reconhecerсo os rostos das pessoas e exibirсo suas biografias ao lado da imagem enquanto conversam
E entсo eles falarсo chinЖs consigo, e seus зculos traduzirсo para o inglЖs
e exibirсo as legendas embaixo da imagem
No futuro, vocЖ saberр com quem estarр falando mesmo sem falar com eles
Isso significa que em um coquetel, se estiver procurando emprego e nсo souber a quem se dirigir
No futuro, vocЖ saberр em quem deve grudar
No futuro, os chips custarсo apenas um centavo porque pode-se produzir transistor cada vez menores
VocЖ terр forуa eletromagnжtica dentro de seu corpo
Isto ж uma pьlula. Tem um chip em seu interior
O chip ж menor que uma aspirina
Tem tambжm uma cРmera e um imс
Ao engulir, o imс direciona a cРmera, tira fotos de seu estЗmago, intestinos
porque todos sabemos o temor de todo homem de meia-idade: conoscopia
Isto dр outro significado a expressсo "Intel inside"
Vamos falar sobre as grandes forуas que regem o universo
Falamos sobre a gravidade, que nos permite calcular o movimento dos planetas
A mecРnica criada por Newton proporcionou a Revoluусo Industrial
Faraday descreveu a forуa eletromagnжtica, que nos deu as maravilhas da eletricidade
Vamos discutir agora a era nuclear, as estrelas e o sol
As pessoas se fascinam pelo sol
Apollo era o Deus que percorria os cжus eu sua charrete flamejante
quando se calcula por quanto tempo o carvсo e o petroleo queimarсo como o sol
percebe-se que em algumas centenas de anos, o sol queimarр ???to a crisp
o que poderia durar por bilhшes de anos
Deve haver uma nova forуa
uma forуa nuclear
Einstein e outros ajudaram a desvendar o segredo das estrelas
A forуa nuclear vem em duas formas: forte e fraca
A forуa fraca rege a decomposiусo da radioatividade
A forуa nuclear forte ж uma das mais poderosas em todo o universo
╔ tсo forte que mantжm os prзtons juntos desde o surgimento do mundo
A fзrmula que permite a liberaусo da energia ж a famosa equaусo de Einstein
E=mc^2
O que Einstein mostrou ж que quando mais rрpido nos movemos mais pesados ficamos
Sua massa nсo ж uma constante
Quando se move muito rрpido, mais pesado fica - algo que mensuramos todos os dias no laboratзrio
Isso significa que a energia do movimento transformada em massa - porque vc fica mais pesado
Ouуa com atenусo. Quanto mais rрpido se move, mais pesado ficamos
que significa que a energia cinжtica E se converte em massa M, e a relaусo
entre E e M ж muito simples - leva apenas um segundo para escrever no papel
╔ exatamente e= mc^2
A forуa do nЩcleo ajudou a explicar o segredo do sol, mas tambжm criou uma caixa de Pandora
porque dentro do nucleo do рtomo existem partьculas
E ao esmagar essas partьculas, o que conseguimos?
Mais partьculas. E ao esmagр-las, o que temos?
Mais partьculas. Na verdade, ficamos banhados de partьculas subatoЗmicas, centenas, milhares
todas vez que esmagamos рtomos
Nзs esmagamos рtomos usando esmagadores chamados acelerador de partьculas
Eu construi meu prзprio acelerador quando estava no colegial
No colegial perguntei a minha mсe: "Mсe, posso construir
um acelerador na garagem de 2,3 MM de eletrovolts?
Ela respondeu: Claro que sim. E nсo se esqueуa de jogar fora o lixo
Fui para a Westinghouse e pedi 200kg de aуo
E pedi 22 milhas de fio de cobre porque queria criar
um campo magnжtico de 10k gauss e 6 kW para energizar meu esmagador de partьculas
Com 22 milhas de fios, como pude enrolar?
Fizemos no campo de futebol da escola
Eu coloquei 22 milhas de fio no poste do goal, dei para minha mсe, e ela correu atж a linha de 50 jardas
desfazendo o carreter de fio
Ela entregou para meu pai, que correu para o outro poste
e enrolamos 22 milhas de fios de cobre no campo de futebol
No final, meu esmagador de partьculas estava pronto
Consumiu 6kW de potЖncia - isto ж cada watt de energia que minha casa poderia consumir
Tapei meus ouvidos, fechei os olhos, liguei a energia e ouvi esse estampido enorme
assim que 6kW de energia oscilava no meu capacitor
E entсo ouvi uns estouros uma vez que explodi todos os interruptores da casa
A casa inteira ficou as escuras
Pobre de minha mсe. Todas vez que voltava para casa, ela via as luzes piscarem e apagarem
E ela se perguntava: "por que nсo tenho um filho que joga baseball ou basquete?
Por que ele nсo encontra uma namorada japonesa?"
Por que tem de construir essas mрquinas na garagem?
Bem. Essas mрquinas que construi chamaram a atenусo de um fьsico, Edward Teller, pai da bomba de hidrogЖnio
Ele conseguiu uma bolsa de estudos em Harvard, e minha carreira ?got a head start
Ele sabia muito bem o que eu fazia
Nсo precisei lhe explicar que estava testando anti-matжria
Estava criando anti-eletrons na garagem de minha mсe e usando esmagadores de рtomo para criar anti-matжria
Antimatжria ж o oposto de matжria. Tem carga oposta
Um elжtron tem carga negativa
O positron ou anti-elжtron tem carga positiva
Isso significa que se pode criar anti-molжculas e anti-рtomos
O anti-hidrogЖnio foi feito na CERN no arredores de Genebra, Suiуa e tambжm no Fermilab prзximo de Chicago
onde eles circularam anti-elжtrons em volta de anti-prзtons
E no Laborрtorio de Brookhaven em Long Island, recentemente foi detectado o anti-hжlio
Temos dois anti-prзtons com dois anti-neutrons para criar anti-hжlio
Para cada pedaуo de matжria, hр uma contraparte que ж feita de anti-matжria
Quando ambos colidem, a propзsito, liberar a maior quantidade de energia no universo
╔ conversсo integral de matжria em energia conforme equaусo de Einstein: e=mc^2
Dentro do nЩcleo do рtomo, temos partьculas feito de partьculas quando elas sсo destruьdas
Nos anos 50, estрvamos nadando em partьculas subatЗmicas
Na verdade, J.Robert Oppenheimer o pai da bomba atЗmica uma vez declarou que
o Premio Nobel de fьsica deveria ir para o fьsico que nсo descobrisse uma nova partьcula
╔ assim que muitas partьculas foram descobertas
Vamos falar sobre a particula ?zoo
Nesse exato momento, os fьsicos tЖm desvendado centenas, milhares de partьculas subatЗmicas
e foram capazes de juntр-las como se fosse um quebra-cabeуa
╔ o que se chama Modelo Padrсo
Tem 36 quarks, 19 parРmetros livres, 3 geraушes de quarks, sem lзgica
mas ж a coisa mais prзxima da realidade que nзs fьsicos conseguimos construir
Bilhшes de dзlares, 20 Nobels foram concedidos para a criaусo do Modelo Padrсo
e ж a teoria mais horrenda conhecida pela ciЖncia, mas funciona
Falta-lhe um pedaусo, que ж o famoso Boson de Higgs
Espera-se encontrр-lo. Queremos criar uma versсo melhor desta teoria
E achamos que ж a Teoria das Cordas
A Teoria das Cordas se baseia na simples idжia que todas as quatro forуas do universo
Gravidade, campo eletromagnжtico, e as forуas nucleares - possam ser consideradas como mЩsica
MЩsica produzida por minЩsculos anжis de borracha
Se eu tivesse um supermicroscзpio e pudesse olhar para o centro de um elжtron, o que veria?
Veria um anel de borracha vibrando, que se tocado vira um neutrino
E se tocado de novo, torna-se um quark
Toco de novo e se torna uma partьcula de Yang-Mills
Na verdade, se vibrar-lo por diversas vezes obteria milhares de partьculas subatЗmicas
que foram catalogadas pacientemente pelos fьsicos
A Teoria das Cordas ж uma teoria de tudo
A Teoria das Cordas, por sua vez, pode ser resumida em uma equaусo de uma polegada
Chama-se Teoria dos Campos de Cordas e como podemos testр-la?
Estamos construindo o maior equipamento que a ciЖncia jр construiu na histзria da humanidade
ao redor de Genebra, Suiуa
╔ o Grande Colisor de Hadrons
Assim, achamos que o Boson de Higgs pode ser criado pelo Grande Colisor de Hadrons
Um grande tЩnel de 17 milhas de circunferЖncia com dois raios de prзtons circulando em direуos opostas
que se chocam, criando uma nuvem de partьculas e entre elas
esperamos encontrar o Boson de Higgs, mas nсo apenas isso
Esperamos econtrar partьculas alжm do Boson de Higgs
O prзximo conjunto de partьculas alжm do Boson de Higgs sсo as sparticles
A prзxima etapa desse quebra-cabeуa sсo os sparticles, super partьculas
que nсo passam de grandes vibraушes, notes musicas mais altas de uma corda que vibra
O que mais poderьamos fazer?
Podemos desevendar os segredos do Big Bang
As fзrmulas de Einstein falham no momento do big bang e no centro de um buraco negro
Os dois lugares mais interessantes do universos estсo alжm o alcance das fзrmulas de Einstein
Precisamos de uma teoria mais elaborada e ж aqui que a Teoria das Cordas aparece
A Teoria das Cordas nos leva antes do big bang, antes do surgimento do universo
E o que a Teoria das Cordas defende
Que existe uma plenitude de universos
De onde vem o big bang?
As fзrmulas de Einstein nos dр um quadro atraente em que somos parecidos com insetos em uma bolha de sabсo
uma bolha gigante que se expande, e que ficamos presos como moscas em uma armadilha da qual nсo podemos escapar
Isso se chama Teoria do Big Bang
A Teoria das cordas diz que deve haver outras bolhas lр fora
Em um meta-universo de bolhas em que dois universos se colidem
e podem formar outro universo
Quando um universo se divide em dois, pode criar dois universos e isso pensamos que seja o big bang
O big bang ж causado ou pela colisсo ou divisсo de universos
Se houver outras dimensшes, se houver outros universos, podemos ir de um para o outro?
Bem, ж claro que isso ж muito difьcil
Contudo, Alice no paьs das Maravilhas nos deu essa possibilidade
talvez um dia, possamos criar uma fenda entre universos.
Isso ж um buraco de verme.
Pense que tenha pegado uma folha de papel e desenhado dois pontos
A menor distРncia entre eles ж uma linha reta
Mas se dobrarmos a folha, entсo talvez tenhamos criado um atalho
um atalho no espaуo/tempo ж chamado de buraco de verme
╔ uma soluусo genuьna para a fзrmula de Einstein
Podemos observar isso na Teoria de cordas
A questсo ж saber quсo prрtico ж passar por essas coisas?
Nсo sabemos. Na verdade, hр um debate entre os fьsicos hoje
Steven Hawking. Muitos fьsicos estсo se juntando ao jogo
e tentando verificar se ж fisicamente possьvel viajar por toda a extensсo de um buraco de verme
Se puder, entсo ж possьvel usр-la como uma mрquina do tempo
Uma vez que a Teoria de Cordas ж uma teoria sobre tudo, tambжm serр uma teoria do tempo
e as mрquinas do tempo sсo compatьveis com as fзrmulas de Einstein
Mas construir uma ж muito difьcil
╔ preciso muito mais energia do que aquele carro "De volta para o futuro" com plutonio
Alguns trilhшes de anos, o universo vai ficar muito frio
Acho que o universo vai passar por um grande resfriamento
Todas as estrelas se apagarсo. Vсo parar de piscar
O universo serр tсo grande e frio
Naquela altura, toda vida inteligente no universo morrerр
As leis da fьsica sсo uma garantia de cessar toda vida inteligente
Somente hр um jeito de escapar da morte do universo
E ж deixar o universo
Bem, vocЖ estр entrando no reino da ficусo cientьfica, mas pelo menos temos equaушes
a equaусo da Teoria das Cordas, que nos permite calcular se ж possьvel atravessar um buraco de verme
para ir a outro universo mais quente, e talvez comeуar tudo de novo
Se fossemos resumir a marcha da fьsica nos Щltimos dez mil anos
Seria a extraусo das leis da natureza em quatro forуas fundamentais:
Gravidade, eletricidade, magnestimo e as duas forуas nucleares
E a dЩvida ж: haveria uma quinta forуa
uma forуa alжm das forуas que podemos medir no laboratзrio?
E acredite ou nсo, hр fьsicos que examinaram cuidadosamente por uma quinta forуa
Algumas pessoas pensam que talvez seja um fenЗmeno psьquico
Talvez seja a telepatia, pode ser algo chamado poder psьquico, poder da mente, consciЖncia
Bem, sou um fьsico. Acreditamos em testar teorias para certificar de que
sejam irrefutрveis e replicрveis
╔ preciso ter certeza de que, quando requisitada, sua teoria funcione permanentemente sem exceусo
e se ela falhar em algum momento, estр errada
Em outras palavras, a teoria de Einstein deve funcionar a cada instante sem exceусo
Se alguma vez, a teoria estiver comprovadamente errada, toda a teoria estarр
Atж agora, podemos reproduzir as quatro teorias da fьsica
mas a quinta teoria nсo pode ser replicada - jр examinamos
Algumas pessoas acham que uma quinta forуa possa ser minЩscula, nсo como o nЩcleo do рtomo
mas cerca de alguns pжs
E nсo encontramos nada
Nos Щltimos dez anos, os fьsicos encontraram uma nova fonte de energia
maior do que a prзpria galрxia - energia escura
Pense que no universo de hoje, 73% ж constituьdo de matжria e energia
73% estр na forma de energia escura - a energia do nada
╔ isso o que faz destruir galaxias cada vez mais longe
Esta ж a energia do prзprio big bang
As crianуas perguntam: se o universo explodiu, o que o fez explodir?
E a resposta ж: energia escura
73% da energia do universo ж a energia escura
23% ж matжria escura. A matжria escura ж invisьvel
Se eu tivesse aqui em minha mсo, eu iria imediatamente atrрs dela
Ela mantжm a galрxia junta - 23% do universo ж feito de matжria escura
As estrelas, compostas de hжlio e hidrogЖnio, representam 4% do universo
E nзs? Somos compostos por oxigЖnio, carbono, nitrogЖnio, tungstЖnio, ferro
Representamos 0,03% do universo
Em outras palavras, somos a exceусo
O universo ж feito principalmente por energia escura e matжria escura
sobrepondo-se as estrelas e galрxias na verdade
E o que ж a matжria escura, que compшe 23% do universo?
Ninguжm sabe. A Teoria das Coras nos dр uma pista, mas nсo existe resposta definitiva
Entсo, em outras palavras para vocЖ jovem aspirante a fьsico
Pode estar questionando: Por que iria estudar fьsica?
VocЖs jр tem um candidado a Teoria dos Campos Unificados, nсo tem?
Perceba que todo livro de fьsica estр errado
Todo livro de fьsica neste planeta ensina que o universo ж composto por рtomos, certo?
Eis aqui, o universo ж feito principalmente de рtomos
Estр errado!
Nos Щltimos dez anos, chegamos ao entendimento de que a maior parte do universo ж escuro
E hр uma prateleira cheia de PrЖmios Nobel para os jovens
que descobrirem o segredo da matжria e energia escuras
Aqui vai um conselho ao jovem fьsico, talvez que esteja saindo do colegial
VocЖ tem ambiушes de ser como Einstein, trabalhar com Teoria das Cordas e coisas parecidas
E entсo vocЖ se depara com a fьsica ensinada aos calouros
Serei franco e direto
Nos fьsicos reprovamos a maior parte dos estudantes que estudam fьsica elementar
E somos de alguma forma apoiados pelo departamento de engenharia
Nсo queremos formar engenheiros que construem pontes que se partem
Arranha-cжus que se colapsam
Hр um fato bрsico - vocЖ tem que aprender a lei da mecРnica
Antes que possa trabalhar com as leis de Einstein, ж preciso estudar as leis do atrito, alavancas, polias, engrenagens
Como consequЖncia, temos uma alta taxa de reprovaусo na fьsica elementar
Se vocЖ for um jovem fьsico, que terminou o colegial, e estр com brilho nos olhos
e se depara com a fьsica do primeiro ano, cuidado
Se passar por momentos difьceis, ж assim mesmo
Comecei minha carreira como fьsico experimental, entсo fui para Harvard e conversei com meu orientador
um dos mais brilhantes fьsicos experimentais, Prof. Pound
Ele me disse que era hora de parar
E que minhas habilidades eram mais adequadas ao que eu mais gostava
que ж teoria, matemрtica, e o mundo de grandes dimensшes
E percebi que ele estava certo
O que mais me intriga na fьsica e na ciЖncia
ж encontrar seus fundamentos bрsicos ao invжs de tentar requentar a teoria ou tornр-la mais atraente
Por que nсo descobrir o motivo e o que faz as coisas funcionarem? ╔ isso com que trabalho
Sou um fьsico teзrico
Muito obrigado
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