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Teoria das cordas: o sonho de entender o universo de maneira unificada

A física moderna possui conta com duas teorias que são fundamentais para compreender as leis do universo: a mecânica quântica e a relatividade geral. O problema é que elas atuam de maneira ambígua. Enquanto a primeira é perfeita para explicar comportamento de coisas muito pequenas, a segunda nos ajuda a explicar como coisas muito grandes acontecem no universo.

Para tentar unificar as duas e superar os pontos em que elas são contraditórias, alguns físicos propuseram uma ideia diferente. A teoria das cordas se baseia na ideia de que o universo é composto de cordas vibratórias muito pequenas (menores que os átomos). Os efeitos produzidos por essas cordas, a partir das suas vibrações, torções e dobras — que ocorrem em minúsculas dimensões — resultam em fenômenos que vão desde a física de partículas até grande escala como a gravidade.

O sonho da teoria de tudo 

Stephen Hawking experimentando a gravidade zero durante voo. Físico foi um dos defensores de uma teoria de tudo. (Fonte: NASA)Stephen Hawking experimentando a gravidade zero durante voo. Físico foi um dos defensores de uma teoria de tudo. (Fonte: NASA)

Há muito tempo os cientistas buscam uma teoria capaz de unificar todas as demais para a compreensão do universo. A teoria das cordas surgiu no século XX e ganhou destaque no final da década de 1960. Ela deveria ajudar a preencher o “buraco” que separa as teorias da mecânica quântica e da relatividade geral.

Na teoria da relatividade geral de Albert Einstein, a gravidade é uma força que distorce o espaço-tempo em torno de objetos massivos. Porém, diferente das outras forças (eletromagnetismo, força forte e força fraca), a gravidade é muito fraca. Tão fraca, que só pode ser observada em uma escala gigantesca.

Por exemplo, você pode observar os efeitos da gravidade, quando observa o comportamento de dois corpos extremamente grandes — como a Terra e a Lua. Por outro lado, ela é praticamente irrelevante para uma partícula. 

Um "pequeno" buraco no caminho

Teoria das cordas propõe que as partículas que formam o universo são, na verdade, cordas que vibram em diferentes frequências.Teoria das cordas propõe que as partículas que formam o universo são, na verdade, cordas que vibram em diferentes frequências.

Para contornar problemas como esse, o que os físicos de corda propõe é que todas as partículas que existem no universo são, na verdade, apenas um elemento: pequenas cordas vibrantes que torcem e giram de maneiras complicadas e que, da nossa perspectiva, parecem partículas. Enquanto uma corda que vibra em uma determinada frequência assume as propriedades de um fóton, outra corda vibrando com uma frequência diferente pode desempenhar o papel de um quark e assim por diante.

Os teóricos esperavam que ao compreender o universo desta maneira, uma vez que fosse possível descrever a dobra e o movimento das cordas, todo o resto deveria se conectar a ela. O problema é que a teoria das cordas não se resolve com as nossas quatro dimensões (três de espaço e uma de tempo). Ela precisa de pelo menos 10, com seis visíveis apenas na perspectiva das pequenas cordas — que nós não somos capazes de enxergar, caso a teoria esteja correta.

Hoje, nem mesmo a teoria das cordas é unificada. Existem diversas interpretações, partindo de uma mesma ideia. Por um lado, ela segue como uma das maneiras mais simples e elegantes de se tentar compreender o universo. Por outro, enquanto não for possível observar o comportamento das partículas para confirmar se elas são ou não cordas, ela segue sendo insuficiente para unificar todas as demais teorias.

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