Dobra Espacial

Uma dobra espacial, assim como um buraco de minhoca, seria uma forma de criar um atalho no tecido do espaço-tempo.

Sabemos que, pela teoria da relatividade, a massa e a energia deformam esse tecido. A ideia é que, com uma grande quantidade de energia numa nave, poderia-se criar uma bolha protetora ao redor fazendo o espaço se esticar atrás e se contrair à frente.

Isso talvez nos permitiria que viajássemos mais rápido do que a luz. Em tese, não haveria violação da teoria de Einstein, pois seria o próprio espaço que estaria se movendo.

Isso continua sendo uma hipótese, mas essa ideia é muito utilizada em ficção-científica (como em Star Trek, por exemplo).

Vejam também o vídeo abaixo:

 

Referências Bibliográficas:

https://io9.gizmodo.com/how-nasa-might-build-its-very-first-warp-drive-5963263

https://www.sciencealert.com/warp-speed-travel-is-theoretically-possible-according-to-top-astrophysicist

Ondas Gravitacionais

As ondas gravitacionais foram previstas por Einstein em sua teoria da relatividade geral, que diz que a massa e a energia deformam o tecido do espaço-tempo.

A ideia é que, da mesma forma que uma pedra ao ser jogada num lago gera ondas que se propagam, ondas gravitacionais também são geradas quando há movimento brusco de matéria (como, por exemplo, em sistemas binários compostos por anãs brancas, estrelas de nêutrons e buracos negros).

Ao contrário das ondas mais comuns, que se propagam através do espaço, as gravitacionais são o próprio espaço se ondulando.

Inicialmente isso era apenas uma hipótese mas, a partir de 2015, essas ondas foram detectadas e em 2017 os cientistas responsáveis foram laureados com o Prêmio Nobel de Física.

Assistam também o vídeo abaixo:

Referências Bibliográficas:

GREENE, B. R. O Tecido do Cosmo: O Espaço, O Tempo e a Textura da Realidade, 2ª Edição, São Paulo, Companhia das Letras, 2010

Táquions

Quando a teoria de cordas estava em estágio inicial de desenvolvimento, ela incluía apenas cordas bosônicas (transmissoras de força) e não fermiônicas (constituintes de matéria).

Assim, verificou-se que havia um padrão vibratório na teoria de cordas bosônicas cuja massa ao quadrado era negativa: o táquion. Isso gerou diversas incoerências nas teorias até o desenvolvimento da supersimetria.

Devido à sua massa, os táquions viajariam a velocidades superiores à da luz. Mas, no momento, são apenas hipotéticos e sua existência só poderá ser demonstrada por meio de testes empíricos.

Referências Bibliográficas:

GREENE, B. R. O Universo Elegante: Supercordas, Dimensões Ocultas e a Busca da Teoria Definitiva, 1ª Edição, São Paulo, Companhia das Letras, 2001

Interpretações da Mecânica Quântica para o Problema da Medição

No século XX, a Mecânica Quântica estava sendo fundada. Alguns de seus pilares são a dualidade onda-partícula, o princípio da incerteza de Heisenberg e a equação de onda de Schrödinger.

A dualidade onda-partícula é a descoberta de que os entes quânticos se comportam ora como onda, ora como partícula, dependendo do experimento realizado.

O princípio da incerteza diz que quanto mais sabemos sobre uma propriedade de uma partícula, menos sabemos sobre outra, pois o equipamento utilizado iria interferir nos átomos em que se faz a medição.

Já a equação de Schrödinger propõe que não há como saber onde exatamente uma partícula está em dado momento, mas apenas a região do espaço onde há probabilidade de encontrá-la.

Assim, os físicos buscaram compreender o significado da Mecânica Quântica propondo diversas interpretações. Citarei algumas:

• Copenhague: diz que, antes da medição, o objeto está em uma superposição de estados e, depois, ocorre o chamado colapso da função de onda, forçando a natureza a nos dar um resultado.

• Variáveis ocultas: interpreta que não há superposição de estados, mas que antes da observação já existe um resultado determinado, porém é desconhecido.

• Muitos mundos: propõe que tudo existe em apenas um estado e que universos paralelos são criados onde os resultados alternativos ocorrem.

Referências Bibliográficas:

BAKER, J. 50 Ideias de Física Quântica Que Você Precisa Conhecer, 1ª Edição, São Paulo, Editora, Planeta, 2015

Entropia

Entropia é a medida da desordem em um sistema físico. A segunda lei da termodinâmica enuncia que o nível de desordem em um sistema fechado tende sempre a aumentar e que a ordem só pode ser estabelecida com gasto de energia. Isso dá um sentido à seta do tempo, pois nos diz que, do passado em direção ao futuro, a entropia aumenta.

O Universo é um sistema fechado e isolado. Sendo assim, por que há certo ordenamento no Cosmos?

           
Pela segunda lei da termodinâmica, a entropia pode ser reduzida em certas partes de um sistema fechado, mas sempre existe um aumento igual ou maior em outras partes, fazendo com que a entropia como um todo nunca diminua. Se o processo for irreversível, aumentará. Se for reversível, permanecerá constante. Em sistemas abertos, pode até diminuir.

A gravidade é o que domina o Universo em larga escala. Tempos depois do Big Bang, o espaço estava preenchido por uma mistura gasosa quente e uniforme de hidrogênio e hélio que deu origem às estrelas. A grande quantidade de calor e luz liberados pela fusão nuclear, nos indica que a gravidade aumenta a entropia.

No início, a entropia teria que ser mínima, pois só assim poderia aumentar com o tempo. Isso pode ser explicado pela inflação pois, neste caso, a gravidade era repulsiva e eliminou toda deformação do tecido do espaço-tempo que poderia ter sido gerada pela gravidade atrativa. 

Referências Bibliográficas:

HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica, 8ª Edição, Rio de Janeiro, Editora LTC, 2009

GREENE, B. R. O Tecido do Cosmo: O Espaço, O Tempo e a Textura da Realidade, 2ª Edição, São Paulo, Companhia das Letras, 2010