A Descoberta Mais Assustadora Da Física Quântica

O universo é imenso. Existem centenas de  bilhões de galáxias, incontáveis estrelas e planetas neste vasto cosmos de objetos gigantescos  e distâncias inimagináveis. A Terra, onde vivemos, é um mero ponto minúsculo.

Para se ter uma ideia,  nosso planeta representa apenas uma fração ínfima de um sistema solar, que por sua vez é uma fração  ainda menor de uma galáxia como a Via Láctea. A humanidade mal começou a compreender seu lugar  neste universo em grande escala. No entanto, existe outro universo, muito mais inacessível  e estranho do que você pode imaginar, um mundo que opera sob regras e princípios  que desafiam nossa compreensão intuitiva.

Até agora, olhamos para cima, para mundos dentro  de sistemas planetários, agrupados em estrelas e galáxias, que por sua vez formam aglomerados  de galáxias. Este é o reino macroscópico que nossos telescópios tentam capturar, com sua  luz que viaja através do vácuo do espaço, revelando segredos de eras passadas. As imagens de  galáxias em colapso, estrelas nascendo e morrendo, e a dança gravitacional de sistemas  solares são fascinantes, mas por trás desse espetáculo grandioso, existe outra camada  de complexidade que nos aguarda: o reino quântico.

E ele está aqui mesmo, formando todos os blocos  fundamentais da matéria. É tão estranho que, assim como o universo em grande escala,  não conseguimos alcançar seus limites. Nesta fascinante jornada, descobriremos o  mundo do infinitamente pequeno.

Saberemos do que é composto tudo o que vemos, as forças  que o regem e chegaremos até às nossas origens. Nossa verdadeira essência é quântica. Para fazer essa viagem, nos  tornaremos cada vez menores, descobrindo um universo novo e desconcertante.

Imagine-se encolhendo até o tamanho de uma bolinha  de gude, que mede cerca de 1,5 centímetros. As bolinhas nos parecem redondas, mas  se as observarmos com um microscópio, são bastante irregulares, com superfícies repletas  de imperfeições que nunca percebemos a olho nu. As formigas, insetos geralmente  com 4 milímetros de diâmetro, superam em número os humanos em mais  de um milhão para cada pessoa na Terra, mostrando como a vida é abundante  em escalas que mal podemos imaginar.

Um grão de sal mede cerca de 500  micrômetros, já bem pequeno à nossa vista. Mas quando nos aventuramos mais  fundo, encontramos os ácaros, criaturas invisíveis a olho nu, com 300  micrômetros, que se alimentam de células mortas e estão por toda parte, convivendo  conosco sem que tenhamos consciência disso. À medida que diminuímos ainda mais, cerca de  100 micrômetros, ou um décimo de milímetro, encontramos gotas de neblina, óvulos  e pequenos seres como os paramécios, que adoram nadar na água.

Cada um desses  organismos é uma pequena maravilha da natureza, com suas próprias complexidades e ecologias. Entramos em uma zona visível apenas com  microscópio, onde vemos células de 35 micrômetros e bactérias de 2 micrômetros. Chegamos  aos vírus, 100 vezes menores que uma bactéria, seres que podem ser devastadores, mas também  têm um papel crucial em diversos ecossistemas, mostrando como a vida, mesmo em escalas  diminutas, é interconectada e vital.

Continuando a diminuir, encontramos as moléculas, conjuntos de átomos 100 vezes menores que  um vírus. Observe: um átomo de hidrogênio, o elemento mais abundante no universo,  é tão pequeno que só pode ser visto com um microscópio eletrônico, onde uma vasta  realidade se revela diante de nossos olhos. Esta é a fotografia em menor escala que  conseguimos obter com nossos aparelhos.

Os átomos formam conjuntos  de moléculas, e grande parte parece espaço vazio, mas não é. Tudo está  repleto de campos quânticos com flutuações aleatórias, um turbilhão de atividade  invisível que compõe a base da matéria. Até pouco mais de um século atrás, acreditávamos  que os átomos eram os blocos fundamentais da matéria.

Estávamos enganados. Existem  partículas menores, como os elétrons, que giram em torno do núcleo do átomo,  criando uma dança cósmica de forças e energia. Aqui, provavelmente, começa o reino  quântico, o das partículas subatômicas.

O núcleo atômico, por sua vez, é  composto de partículas ainda menores: prótons e nêutrons. Embora os representemos  como bolinhas, uma partícula, na verdade, são flutuações localizadas de campos quânticos. Diferentemente dos planetas, com  sua ordem estabelecida e elegante, no mundo subatômico as partículas são  caóticas e podem estar em qualquer lugar, tornando o universo não apenas vasto,  mas também profundamente complexo.

Toda a estabilidade da matéria ao nosso redor  depende do que acontece neste mundo quântico e do cumprimento das leis quânticas,  sem as quais a matéria colapsaria. Especificamente, isso não ocorre graças ao  Princípio de Exclusão de Pauli, que determina que duas partículas não podem ocupar o mesmo  estado ao mesmo tempo, principalmente os elétrons. Isso é lógico, pois a mecânica quântica rege as bases constituintes de toda a matéria  e energia.

Assim, seus efeitos são notados em qualquer escala, desde a formação de átomos  até a complexidade da vida como conhecemos. Chegamos a escalas menores que os elétrons. O que  vem a seguir não foi observado e sua existência é puramente teórica.

Na escala de 1 elevado a menos  17 metros, a força fraca, uma das quatro forças fundamentais da natureza, torna-se imperceptível.  A força fraca é responsável por processos como a desintegração beta, um fenômeno que é crucial  para a física nuclear e tem implicações em como a matéria se comporta em escalas subatômicas.  Alcançamos escalas dificilmente compreensíveis.

A 1,5 elevado a menos 20 metros, surgem os  neutrinos, as partículas mais abundantes no universo, juntamente com os fótons, as  partículas de luz que iluminam nosso mundo. Dentro dos prótons e nêutrons, existem  outras partículas chamadas quarks, unidos pela força nuclear forte, sendo uma  das forças fundamentais da natureza. Os quarks são as menores partículas que existem e são  considerados os blocos fundamentais do universo.

Na verdade, os prótons são  compostos por três quarks, que se mantêm juntos através da troca de  glúons, as partículas mediadoras da força forte. Essa força é tão intensa que  supera a repulsão entre os prótons, que possuem carga positiva e tenderiam a  se afastar devido à força eletromagnética. Em escalas de 10 elevado a menos 24 metros,  chegamos à fronteira da física teórica, onde a compreensão se torna nebulosa e  misteriosa.

O que parecia espaço vazio é um mar de energia invisível aos nossos olhos. Atualmente, a escala de Planck equivale a 10 elevado a menos 35 metros  e é a menor escala possível. Bem-vindos, chegamos ao vácuo quântico!

O universo, em seu nível fundamental, não é liso. O espaço-tempo é continuamente  deformado por flutuações quânticas. Isso é a espuma quântica, o tecido  do universo em seu nível mais básico, semelhante à espuma de uma  panela de água fervente, com protuberâncias constantes que refletem a  energia dinâmica e a instabilidade do vácuo.

O Comprimento de Planck é a distância que a luz  percorre em um Tempo de Planck, um intervalo de tempo tão pequeno que é praticamente  inimaginável em nossa experiência diária. Nenhum dos nossos modelos do universo  faz sentido nessas escalas tão pequenas, e à medida que nos aprofundamos  o vale da estranheza só cresce. Acreditamos que partículas surgem  e desaparecem da existência, criando uma espuma quântica  de energia inimaginável.

As partículas do nosso universo são como  expressões de campos quânticos e podem se materializar em qualquer lugar. É o que  os físicos chamam de vácuo, ou “o nada”. O vácuo não é um vazio absoluto, mas  um espaço preenchido com potencial e energia.

O curioso é que a energia total  da espuma quântica é zero. Quando ocorre uma excitação em um ponto, imediatamente  surge outra com comportamento oposto, anulando a energia adicional e expansões  em pequena escala. Isso faz com que o vácuo seja o estado de mínima energia possível,  sem uma direção de tempo.

É um paradoxo. Deste vácuo pode surgir qualquer  coisa, inclusive um universo. Um estudo de 2019 dos físicos Qingdi  Wang e William Unruh da Universidade da Colúmbia Britânica sugere que todos  os pontos do espaço-tempo passam por um ciclo de expansão e contração,  como universos em miniatura.

Cada ponto seria um universo microcíclico, indo da  singularidade ao Big Bang e colapsando, repetindo o ciclo. Seriam versões miniaturizadas  do nosso universo. Nesta espuma quântica, surgem partículas de matéria e  antimatéria virtuais, criadas e destruídas constantemente, tão efêmeras  que sua existência é puramente teórica.

Um dia, fomos uma flutuação quântica onde  se concentrou uma enorme quantidade de energia para criar o Big Bang  e todos os blocos da matéria. Estamos vendo nossas origens: a espuma quântica. John Wheeler explicou o termo espuma  quântica em 1955.

Neste nível subatômico, a energia é regida pelo Princípio  da Incerteza de Heisenberg. Para entender este princípio, é importante saber  que o universo é regido por quatro dimensões: três regidas pelo espaço que um  objeto ocupa, que seriam altura, largura e profundidade, e a  dimensão regida pelo tempo. O Princípio da Incerteza nos diz que a  energia tem flutuações constantes e que é impossível conhecer a localização exata de uma  partícula subatômica em um momento específico.

Portanto, o vácuo quântico se assemelha às  ondas de um oceano espumoso. Uma partícula pode aparecer repentinamente do outro  lado de uma parede pelo efeito túnel, sem atravessá-la, já que o vácuo permeia tudo. O intrigante é que os campos  quânticos que permeiam o vácuo, aos quais as partículas pertencem,  são uma soma de possibilidades, e uma única possibilidade é  escolhida pelo ato de observá-la.

Com isso, me vem à mente que se  tivéssemos o equipamento adequado, poderíamos criar nossa própria  realidade, detectando partículas e matéria e obrigando-as a se  mover em uma direção específica. Isso quer dizer que poderíamos manipular o  universo e suas leis físicas a partir do vácuo. Mas o universo impõe seu próprio filtro para que  isso não seja possível, impedindo manipulações.

O Princípio da Incerteza nos impede de saber  onde cada partícula está em dado momento. Outra característica fascinante do  mundo quântico é o entrelaçamento, onde duas partículas podem se tornar  interligadas de tal forma que o estado de uma influência instantaneamente o estado da outra,  independentemente da distância que as separa. Imagine que você tem duas partículas  entrelaçadas, uma aqui na Terra e outra na galáxia de Andrômeda.

Se você mudar o  estado da partícula na Terra, a partícula em Andrômeda responderá imediatamente, como  se estivessem conectadas por um fio invisível. Esse fenômeno sugere que, em um nível fundamental,  a separação entre as partículas é uma ilusão. Além disso, não podemos ignorar o  papel da observação e da consciência no universo quântico.

Ao estudar a física  quântica, percebemos que a maneira como fazemos perguntas e formulamos hipóteses  afeta diretamente o que encontramos. O simples ato de medir um fenômeno quântico  pode alterar sua natureza. Isso nos leva a refletir sobre a natureza da consciência  e como ela se relaciona com a realidade.

E então surge a pergunta: Estamos co-criando  o universo à medida que o observamos? Essa perspectiva sugere que somos mais do que  meros espectadores em um cosmos indiferente; somos participantes ativos da realidade.  Cada pensamento, cada ação tem um impacto, não apenas em nossas vidas, mas também no  universo ao nosso redor.

Em última análise, somos parte desse imenso mistério,  interligados com tudo o que existe. Somos, em essência, campos quânticos, mas  evoluímos para seres macroscópicos compostos por milhões de átomos e moléculas de grande  complexidade. Poderíamos ser ainda menores.

Mas… Do que são compostas as partículas? Segundo a Teoria das Cordas, as partículas  elementares são cordas vibrantes de energia. A vibração determina o tipo de partícula.

O  universo é movimento e vibração. Se os vídeos são compostos de frames, o universo, em seu nível  fundamental, é composto por cordas de energia. Outra teoria, propõe que as partículas  elementares são compostas por entidades ainda mais fundamentais, chamadas pré-ons.

A  ideia é que os quarks e léptons, por exemplo, seriam formados pela combinação de pré-ons,  ou seja, subcomponentes dos quarks e léptons. E várias outras teorias, porém, nenhuma dessas teorias foi comprovada  experimentalmente de forma definitiva ainda. O olho humano percebe muitos  objetos em grande escala, mas, devido ao nosso tamanho, esses  objetos cósmicos criam ilusões.

É por isso que muitas pessoas ainda acreditam que  a Terra é plana ou que somos o centro do universo. Nosso tamanho reduzido engana nossos sentidos.  Mas também nos perdemos em escalas pequenas.

Pensamos que estamos em uma escala intermediária, mas poderíamos estar mais perto do mundo  nanoscópico do que do macroscópico. Agora você sabe o quão imenso é o cosmos em todas  as escalas e compreendeu nossas origens quânticas. Chegamos além da física conhecida.

A partir  daqui, só a imaginação pode nos levar mais longe. … Obrigado por assistir, espero  que tenha gostado do vídeo! Não se esqueça de se inscrever no canal,  deixar o seu comentário nos contando o que achou, clicar no gostei  e compartilhar o vídeo.

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