Até o momento, não existe uma teoria unificada e cientificamente comprovada que conecte as quatro forças fundamentais da natureza, são elas: gravidade, eletromagnetismo, força forte e força fraca. Contudo, algumas hipóteses buscam essa unificação, como a teoria das cordas, desenvolvida para tentar oferecer um modelo coerente que explique tudo o que observamos no universo.
Apesar de apresentar uma estrutura matemática convincente e ser considerada a mais promissora para unificar essas forças, ainda não há nenhuma comprovação científica. Isso acontece porque testar a teoria das cordas ainda é um grande desafio. Além da falta de evidências experimentais, ela não propõe uma única solução para o nosso universo, mas sim várias possibilidades.
Saiba mais: Os 3 grandes problemas da Teoria das CordasTalvez isso mude em breve: uma comprovação científica pode estar mais próxima. De acordo com um estudo recente publicado na revista Physical Review Letters, uma nova abordagem oferece uma nova evidências de que a teoria das cordas pode ser real.
A pesquisa foi conduzida por um grupo de cientistas da Universidade de Nova York (NYU) e do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos.
Os cientistas desenvolveram o estudo para entender se existe uma questão matemática cuja única resposta seja a teoria das cordas. Esse questionamento está relacionado ao conceito de bootstrap, uma abordagem da física teórica que busca formular modelos com base apenas em princípios fundamentais, sem depender de parâmetros adicionais.
O método bootstrap já foi utilizado para verificar se a teoria da relatividade, as interações entre partículas e outras hipóteses seguem as estruturas matemáticas observadas na natureza. Porém, os pesquisadores do artigo afirmam que essa abordagem ainda não havia sido aplicada à teoria das cordas.
Descubra: Blocos de construção da vida na Terra podem se criar no espaço, diz estudo“A teoria das cordas é um raro modelo funcional que consegue conciliar, de forma consistente, a mecânica quântica e a gravidade em distâncias arbitrariamente pequenas. Para isso, é proposto que os blocos fundamentais da natureza são cordas vibrantes, em vez de partículas pontuais. Mas essa suposição é, de alguma forma, única ou inevitável?”, a introdução do novo estudo descreve.
O que é a teoria das cordas?Há décadas, cientistas procuram uma hipótese que explique todos os fenômenos físicos do universo, conhecida como Teoria de Tudo (ToE). A teoria das cordas é uma das principais candidatas a essa unificação, pois apresenta a conexão entre as forças fundamentais do cosmos. Ainda assim, seus conceitos não foram comprovados experimentalmente e muitos de seus princípios lembram até elementos de ficção científica.
Em meados da década de 1960, o físico italiano Gabriele Veneziano desenvolveu uma fórmula que descreve as interações entre hádrons, como prótons e nêutrons. Pouco depois, nos anos 1970, os físicos Leonard Susskind, Holger Bech Nielsen e Yoichiro Nambu interpretaram essa fórmula como evidência de que as partículas subatômicas poderiam ser descritas como cordas vibrantes, em vez de partículas.
Após o trabalho do trio de cientistas, diversos outros pesquisadores fizeram contribuições significativas para a formulação da teoria das cordas. O principal objetivo da hipótese é fornecer uma base matemática capaz de descrever as forças fundamentais da natureza: gravidade, eletromagnetismo, força forte e força fraca.
Um dos conceitos que mais se assemelham a um enredo de ficção científica é o número de dimensões sugerido pela teoria das cordas: a hipótese propõe a existência de 10 dimensões. (Fonte: Getty Images)Diferentemente da explicação atual para o universo, que descreve as partículas elementares originadas após o Big Bang, a teoria das cordas propõe que essas partículas são, na verdade, cordas unidimensionais. Ela sugere que o modo de vibração de cada corda determina as propriedades específicas de cada partícula. Porém, a teoria ainda é considerada especulativa, pois ainda não há nenhuma comprovação experimental.
Vale ressaltar que a teoria não discorda do modelo padrão sobre o Big Bang, mas tenta explicar as partículas que surgiram após o evento como cordas.
“A teoria das cordas, na física de partículas, é uma teoria que tenta unir a mecânica quântica à teoria da relatividade geral de Albert Einstein. O nome ‘teoria das cordas’ vem da modelagem das partículas subatômicas como minúsculas entidades unidimensionais, semelhantes a ‘cordas’, em vez da abordagem convencional que as trata como partículas pontuais de dimensão zero”, a enciclopédia Britannica descreve.
Bootstrap e a teoria das cordasEm um comunicado, os autores destacam que o método bootstrap permitiu aos cientistas concluir que, sob certas condições, a relatividade geral e as teorias de partículas emergem como soluções matematicamente consistentes. Em alguns contextos, elas são consideradas as estruturas mais compatíveis com os princípios fundamentais da física.
Para realizar o estudo, os cientistas aplicaram condições matemáticas específicas à teoria das cordas. Com isso, eles propõem que os resultados forneçam evidências de que as amplitudes de espalhamento são a única hipótese matematicamente consistente.
A imagem apresenta um gráfico que representa os valores das configurações utilizadas para compreender as funções matemáticas de amplitude de espalhamento da teoria das cordas. (Fonte: Physical Review Letters)“Este artigo fornece uma resposta a esta questão para a teoria das cordas pela primeira vez. Agora que essas condições matemáticas são conhecidas, isso nos deixa um passo mais perto de entender se e por que a teoria das cordas deve descrever nosso universo”, disse o estudante de física de partículas e um dos autores, Grant Remmen.
Conheça: Efeito Zel”dovich, a teoria física de 50 anos é confirmada pela primeira vezOs cientistas acreditam que os dados apresentados no artigo podem contribuir para novas pesquisas sobre a teoria das cordas — talvez, no futuro, ela seja consolidada como a Teoria de Tudo, mas nada mudou. Além disso, alguns pesquisadores destacam que a descoberta pode ser relevante para aprofundar o entendimento da gravidade quântica.
Há muito tempo cientistas buscam unificar os princípios que regem o universo, conectando conceitos que são aparentemente incompatíveis. Mas isso já aconteceu antes! Entenda como uma equação uniu pela 1ª vez física quântica e relatividade geral de Einstein. Até a próxima!