The Theory of Everything

Como nossa jornada de descobertas prosseguirá no futuro? Teremos na busca de uma teoria unificada completa que governará o universo e tudo que ele contém? Na verdade,  talvez já tenhamos identificado a Teoria de Tudo como sendo a teoria M. Essa teoria não possui uma formulação única, pelo menos até onde sabemos. Ao contrário descobrimos uma rede de teorias aparentemente diferentes, que parecem aproximações da mesma teoria fundamental básica em limites diferentes, assim como a lei da gravidade de Newton é uma aproximação da teoria da relatividade geral de Einstein no limite em que o campo gravitacional é fraco. A teoria M em que uma ou outra quantidade é baixa. Temos agora uma ideia muito boa dessas bordas, mas ainda resta um buraco no centro do quebra-cabeça da teoria M, onde não sabemos o que está acontecendo. Não podemos alegar que descobrimos a Teoria de Tudo enquanto não preenchermos essa lacuna. O que há no centro da teoria M? Descobriremos dragões, ou algo igualmente estranho, como aqueles dos velhos mapas de terras inexploradas? 

1492 Conquest of Paradise

Music Vangelis

Nossa experiência no passado mostra que é provável encontrarmos novos fenômenos inesperados sempre que estendemos o alcance de nossas observações para escalas menores. No início do século XX, compreendíamos o funcionamento da natureza nas escalas da física clássica, que é boa a distâncias interestelares de até cerca de um centésimo de milímetro. A física clássica pressupõe que a matéria é um meio contínuo com propriedades como elasticidade e viscosidade, mas começaram a surgir inícios de que a matéria não é lisa, mas granulosa, ela se constitui de elementos minúsculos chamados átomos. A palavra átomo vem do grego e significa indivisível, mas logo se descobriu que os átomos consistiam de elétrons orbitando em um núcleo constituído de prótons e nêutrons. O trabalho de física atômica nos primeiros 30 anos do século XX fez nossa compreensão descer a comprimentos de um milionésimo de milímetro. Então descobrimos que prótons e nêutrons são constituídos de partículas ainda menores chamadas quarks. Nossas recentes pesquisas em física nuclear e de alta energia levaram-nos a escalas de comprimento mais de um bilhão de vezes menores. Pode parecer que poderíamos prosseguir para sempre, descobrindo estruturas em escalas de comprimento cada vez menores. Entretanto, essa série tem um limite, assim como a série de bonecas russas contidas dentro de bonecas russas cada vez menores. Figura acima. Finalmente, chega-se à boneca menor, que não pode ser desmontada Na física, a menor boneca chama-se comprimento de Planck. Sondar distâncias menores exigiria partículas de tão alta energia que elas estariam dentro de buracos negros. Não sabemos exatamente qual o comprimento de Planck fundamental na teoria M., mas poderia chegar a um milímetro dividido por cem mil bilhões de bilhões de bilhões. Não estamos a ponto de construir aceleradores de partículas capazes de sondar distâncias tão pequenas. Eles teriam de ser maiores que o sistema solar, e dificilmente seriam aprovados no atual clima de contenção financeira. Entretanto, um novo e empolgante avanço possibilitará descobrirmos pelo menos alguns dos dragões da teoria M mais facilmente. Conforme a rede de modelos matemáticos da teoria M o espaço-tempo possui 10 ou 11 dimensões. Até recentemente, pensava-se que as 6 ou 7 dimensões extras seriam todas enroladas muito pequenas. Seriam como um fio de cabelo humano. Se você examinar um fio de cabelo sob uma lente de aumento, verá que ele possui espessura, a olho nu, porém, parece uma linha, com comprimento, mas sem nenhuma outra dimensão. 

The Theory of Everything as Eddie Redmayne

Official Trailer

hair human fiber

A olho nu, um cabelo parece uma linha, sua única dimensão parece ser o comprimento. Do mesmo modo, o espaço-tempo pode parecer quadridimensional para nós, mas revelar 10 ou 11 dimensões quando sondado com partículas de altíssima energia. 

Stephen Hawing O Universo numa Casca de Noz.