Hobbits da Indonésia, ainda mais estranhos

Por: Kate Wong

Em 2004, uma equipe de cientistas australianos e indonésios que escavavam a caverna de Liang Bua, na ilha indonésia de Flores, anunciou ter desenterrado algo extraordinário: parte do esqueleto de uma mulher adulta que teria pouco mais de 1 metro de altura e o cérebro com um terço do tamanho do nosso. O espécime, conhecido pelos cientistas como LB1, logo recebeu um 

apelido criativo – hobbit, em homenagem às criaturas ficcionais de J.R.R. Tolkien. A equipe propôs o espécime LB1 e os outros fragmentos recolhidos como representantes de uma espécie humana desconhecida até então, o Homo floresiensis. Sua melhor suposição era que o H. floresiensis descendia do H. erectus – a primeira espécie conhecida a ter colônias fora da África. A criatura evoluiu para esse tamanho pequeno, supõe-se, como resposta aos recursos limitados disponíveis em sua ilha natal – fenômeno já documentado em outros mamíferos, mas jamais em seres humanos.

A descoberta agitou a comunidade paleoantropológica. Não só o H. floresiensis era o primeiro exemplo de um ser humano que seguia a chamada regra insular, como também parecia ter revertido uma tendência no curso da evolução humana em direção a cérebros cada vez maiores. Além disso, os mesmos depósitos em que se encontraram os indivíduos de corpo e cérebro pequenos também revelaram ferramentas de pedra para a caça e a desossa de animais, bem como resquícios de fogueiras para cozê-los – comportamentos bem sofisticados para uma criatura com o cérebro do tamanho do de um chimpanzé. Surpreendentemente, o LB1 viveu há apenas 18 mil anos – milhares de anos após os nossos outros parentes, o homem de Neandertal e o H. erectus, terem desaparecido [ver “O menor dos humanos”, por Kate Wong; Scientific American Brasil, março de 2005].

Os céticos se apressaram em considerar o LB1 como nada além de um homem moderno com uma doença que afetou o seu crescimento. Desde o anúncio da descoberta, propuseram um enorme número de anomalias possíveis para explicar as feições peculiares do espécime: de cretinismo até a síndrome de Laron, doença genética que provoca insensibilidade ao hormônio do crescimento. No entanto, seus argumentos não conseguiram convencer os proponentes do hobbit, que refutaram cada diagnose com evidências contrárias.

Uma Combinação Surpreendente

Novas análises, contudo, estão fazendo até mesmo os descobridores repensarem aspectos importantes da interpretação original de seu achado. Recentes descobertas também vêm forçando os paleoantropólogos a reconsiderarem as visões estabelecidas sobre alguns momentos decisivos na evolução humana, como a migração inicial da África pelos homininos (o grupo que inclui todos os animais da linhagem humana desde que ela se afastou dos chimpanzés).

Talvez a percepção mais chocante dos estudos recentes é a de como o corpo do LB1 é muito primitivo em vários aspectos. (Até o momento, os escavadores recuperaram os ossos de 14 indivíduos no sítio, porém o LB1 permanece o espécime mais completo.) Desde o início, ele suscitou comparações com Lucy, de 3,2 milhões de anos – a representante mais famosa de um ancestral humano denominado Australopithecus afarensis – por terem mais ou menos a mesma altura e apresentarem tamanho reduzido do cérebro. Contudo, descobriu-se que o LB1 tem muito mais que tamanho em comum com Lucy e outros hominídeos anteriores ao erectus. E várias de suas características são evidentemente simiescas.

Um exemplo especialmente impressionante da morfologia bizarra dos hobbits surgiu em maio passado, quando pesquisadores liderados por William L. Jungers, da Stony Brook University, publicaram a análise do pé do LB1. O pé tem algumas características modernas – por exemplo, o dedão está alinhado com os outros dedos, em vez de se destacar para o lado como nos antropoides e nos australopitecíneos. Contudo, em grande parte, é primitivo. Com cerca de 20 cm de comprimento, o pé do LB1 tem 70% do comprimento de seu fêmur, uma proporção desconhecida em todos os membros da família humana. Em contraste, o pé de um homem moderno tem em média 55% do comprimento do fêmur. Sem considerar os hobbits de pés grandes criados pela imaginação de Tolkien, o bonobo é o animal que mais se aproxima do LB1 nesse quesito. Além disso, o dedão do LB1 é curto, os outros dedos do pé são compridos e ligeiramente curvos, e o pé não possui um arco adequado – todas características primitivas.

“Um pé como esse nunca foi visto antes no registro de fósseis humanos”, Jungers afirmou em declaração à imprensa; ele atrapalharia o ato de correr. As características da pélvis, da perna e do pé deixam claro que os hobbits andavam eretos. Mas, com as pernas curtas e os pés compridos, teriam de dar um passo alto peculiar para impedir os dedos de se arrastarem no chão. Assim, embora ele provavelmente conseguissem correr distâncias curtas – digamos, para evitar se tornar o jantar de um dos dragões-de-Komodo que patrulhavam Flores –, não teriam vencido nenhuma maratona.

Se o pé fosse a única parte do hobbit a exibir traços tão primitivos, os cientistas poderiam manter mais facilmente a tese de que o H. floresiensis é um descendente anão do H. erectus e apenas marcar a morfologia do pé como um revés evolutivo ocorrido em consequência do nanismo. Mas se encontraram características arcaicas em todo o esqueleto do LB1. Um osso no pulso denominado trapezoide, que em nossa espécie tem o formato de uma bota, exibe a forma de uma pirâmide, como no dos antropoides; a clavícula é curta e bem curva, em contraste com a clavícula mais comprida e estreita que ocorre na forma moderna do corpo dos hominídeos; a pélvis tem forma de bacia, como nos australopitecíneos, em vez de ser em forma de funil, como no H. erectus e em outras espécies posteriores ao Homo. A lista não para por aqui.

De fato, do pescoço para baixo o LB1 se assemelha mais a Lucy e a outros australopitecíneos que ao Homo. Porém, surge o fator complicador em seu crânio; embora guarde um cérebro do tamanho de uma toranja, medindo apenas 417 cm3 – volume na faixa dos chimpanzés e dos australopitecíneos –, outras características do crânio, como o nariz estreito e o arco da sobrancelha proeminente sobre as cavidades dos olhos, marcam o LB1 como um membro do nosso gênero, Homo.

Raízes Primitivas

Fósseis que combinam as características do crânio do Homo com traços primitivos no tronco e membros não são novidade. Os espécimes mais antigos de nosso gênero, como o H. habilis, também exibem uma mescla de características novas e velhas. Assim, na medida em que surgiam os detalhes do esqueleto do crânio posterior dos hobbits, os pesquisadores ficaram imaginando se os pequenos habitantes de Flores poderiam pertencer a uma espécie primitiva do Homo, em vez de serem descendentes do H. erectus, que tem proporções modernas, segundo os cientistas.

Uma nova análise conduzida pela doutoranda Debbie Argue, da Australian National University, em Camberra, e seus colegas apoia essa visão. Para tentar resolver o problema de determinar os graus de parentesco dos hobbits com os outros membros da família humana, a equipe empregou a cladística – método que analisa os traços compartilhados e os novos para entender as relações entre os organismos – comparando características anatômicas do LB1 com as de outros membros da família humana, assim como as de antropoides.

Em um estudo ainda no prelo do Journal of Human Evolution, Argue e seus colaboradores avaliam que seus resultados sugerem duas possíveis posições para o ramo do H. floresiensis dentro da árvore genealógica dos hominídeos. A primeira é que o H. floresiensis evoluiu de um hominídeo denominado H. rudolfensis, surgido há cerca de 2,3 milhões de anos, porém antes do H. habilis, que apareceu há 2 milhões de anos. A segunda é que ele surgiu após o H. habilis, mas bem antes do H. erectus, que apareceu há cerca de 1,8 milhão de anos. Mais importante ainda, a equipe de Argue não achou nenhum suporte para uma relação próxima entre o H. floresiensis e o H. erectus, acabando com a teoria de que os hobbits eram produto de nanismo nos H. erectus da ilha. (O estudo também refutou a hipótese de que os hobbits sejam da nossa espécie.)

Se eles eram uma espécie bem primitiva de Homo que antecede o H. erectus, esse 

posicionamento na árvore teria de percorrer um longo caminho, considerando-se o cérebro minúsculo do LB1, porque os membros mais primitivos do nosso gênero tinham muito menos massa cinzenta que o H. erectus médio. Mas as descobertas de Argue não solucionam totalmente o problema do cérebro. Deixando o LB1 de lado, o menor cérebro no gênero Homo é o de um espécime de H. habilis com a capacidade craniana estimada em 509 cm3. O cérebro do LB1 era cerca de 20% menor.

Poderia o nanismo na ilha ter desempenhado um papel na determinação do tamanho do cérebro do hobbit? Quando inicialmente a equipe da descoberta atribuiu o cérebro pequeno do LB1 a esse fenômeno, os críticos disseram que o cérebro era bem menor do que deveria ser para um hominídeo de seu tamanho corporal, baseado em relações de escala conhecidas. Os mamíferos que sofrem nanismo normalmente exibem apenas redução moderada do cérebro. Mas resultados do estudo lançados em maio passado sugerem que o nanismo em mamíferos insulares possa ser um caso especial. Eleanor Weston e Adrian Lister, do Natural History Museum de Londres, descobriram que em várias espécies fósseis de hipopótamos que sofreram nanismo na ilha africana de Madagáscar, o tamanho do cérebro diminuiu de forma significativa, mais que o previsto por modelos de escala padrão. Baseados no modelo do hipopótamo, os autores do estudo sustentam que, mesmo em um ancestral do tamanho do H. erectus, as proporções de cérebro e corpo do LB1 seriam concebíveis por nanismo insular.

O trabalho com os hipopótamos impressionou pesquisadores como Daniel Lieberman, da Harvard University. Em um comentário que acompanhou o trabalho de Weston e Lister na Nature, Lieberman escreveu que essas descobertas “vieram em socorro” para explicar como o H. floresiensis ficou com o cérebro tão pequeno.

Embora alguns especialistas favoreçam a interpretação original dos hobbits, Mike Moorwood, da University of Wollongong, na Austrália, que ajuda a coordenar o projeto em Liang Bua, acredita agora que os ancestrais do LB1 e de seu grupo sejam desde o início, ao chegar a Flores, espécimes de Homo pequenos – bem menores que o menor indivíduo de H. erectus conhecido, que “talvez tenham sofrido um pouco de nanismo insular” depois de lá se instalarem.

Os artefatos deixados pelos “hobbits” sustentam a ideia de que o H. floresiensis é um hominino muito primitivo. Os relatos preliminares sobre a descoberta inicial se concentraram nas poucas ferramentas de pedra encontradas nos mesmos níveis dos hobbits em Liang Bua, surpreendentemente sofisticadas para uma criatura de cérebro tão diminuto – observação que os céticos destacaram para sustentar sua hipótese de que os hobbits seriam seres humanos modernos, não uma nova espécie. Mas análises subsequentes lideradas por Mark W. Moore, da University of New England, na Austrália, e Adam R. Brumm, da University of Cambridge, revelaram que as ferramentas dos hobbits eram bem básicas e próximas dos artefatos produzidos por outros homininos de cérebro pequeno. Moore e Brumm concluíram que o pequeno número de ferramentas aparentemente avançadas de Liang Bua foi produzido ao acaso, o que não é surpresa tendo em vista que os hobbits produziram milhares de objetos.

Para fazer essas ferramentas, os hobbits retiravam pedaços grandes de rochas fora da caverna e depois os reduziam a lascas menores dentro da caverna, empregando as mesmas técnicas simples de trabalho em pedra usadas pelos homens em outro ponto de Flores, 50 km a leste de Liang Bua, denominado Mata Menge, há 880 mil anos – bem antes de os homens modernos aparecerem na ilha. (A identidade dos fazedores de ferramentas de Mata Menge é desconhecida, porque nenhum resto humano foi encontrado por ali até agora, embora pudessem ser ancestrais dos minúsculos residentes de Liang Bua.) Além disso, as ferramentas de Liang Bua e de Mata Menge apresentam semelhança surpreendente com os artefatos da garganta de Olduvai, na Tanzânia, que datam de 1,2 a 1,9 milhões de anos atrás e foram feitos pelo H. habilis.

Pequenos, Porém Poderosos

Até certo ponto, a teoria mais recente sobre os enigmáticos ossos de Flores é ainda mais revolucionária que a hipótese original. “A possibilidade de um membro muito primitivo do gênero Homo ter saído da África, talvez há cerca de 2 milhões de anos, e de uma população descendente dele persistir até alguns milhares de anos atrás é uma das hipóteses mais instigantes a surgir na paleoantropologia nos últimos anos”, avalia David S. Strait, da University of Albany. Há muito tempo, os cientistas acreditam que o H. erectus foi o primeiro membro da família humana a sair do continente natal, colonizando novas terras, porque esse é o hominino cujos restos aparecem fora da África nos mais antigos registros fósseis. Como explicação, propôs-se que os homens precisavam desenvolver cérebro grande e membros longos e inventar tecnologia sofisticada antes que pudessem deixar a sua terra natal.

Hoje a mais antiga evidência inequívoca de homens fora da África vem da República da Geórgia, onde pesquisadores recuperaram restos de H. erectus datando de 1,78 milhão de anos atrás (ver “Estrangeiros na nova terra”, por Kate Wong; Scientific American Brasil, dezembro de 2003). A descoberta desses restos georgianos dissipou a noção de um desbravador musculoso com uma caixa de ferramentas incrementadas, pois eram pequenos para H. erectus e produziram ferramentas olduvaienses, em vez dos avançados artefatos denominados acheulenses, que os especialistas esperavam que os primeiros pioneiros fizessem. Mesmo assim, eram H. erectus. 

Porém, se os proponentes da nova visão sobre os hobbits estiverem certos, as primeiras migrações intercontinentais ocorreram centenas de milhares de anos antes disso – e por um tipo de homem que, na essência, era diferente. Ele possivelmente tinha mais em comum com a primitiva Lucy que com o colonizador que os paleoantropólogos imaginavam. Esse cenário implica que, se procurarem nos locais certos, os cientistas podem talvez localizar um capítulo da pré-história humana perdido há tempos, na forma de um registro de 2 milhões de anos desse pioneiro primitivo se espalhando entre a África e o Sudeste Asiático.

Alguns pesquisadores, no entanto, questionam essa sugestão. “Quanto mais tentamos empurrar a divergência sobre os homininos de Flores para trás, mais difícil se torna explicar por que uma linhagem [de homininos], cuja origem deve ser a África, deixou um único vestígio na minúscula ilha de Flores”, comenta o especialista em evolução de primatas Robert Martin, do Field Museum de Chicago. Martin ainda não se convenceu que o H. floresiensis seja uma espécie nova legítima. 

No seu ponto de vista, a possibilidade de o LB1 – o único hobbit cujo tamanho de cabeça é conhecido – ser um homem moderno com uma anomalia ainda não identificada, que deu origem a um cérebro pequeno, ainda não pode ser descartada. A questão é se essa anomalia também pode explicar o corpo do LB1, semelhante ao dos australopitecíneos.

Enquanto isso, muitos cientistas aceitam de bom grado essa novidade. O LB1 é “um hominino sobre o qual ninguém falaria nada se tivesse sido encontrado na África de 2 milhões de anos atrás”, diz Matthew W. Tocheri, da Smithsonian Institution, que analisou os ossos do pulso dos hobbits. “O problema é que nós o encontramos na Indonésia dos tempos essencialmente modernos.” A boa notícia, acrescenta, é que isso sugere que há mais descobertas a serem feitas.

“Dado o pouco que sabemos sobre o registro hominino na Ásia, há muito espaço para surpresas”, avalia Robin W. Dennel, da University of Sheffield, na Inglaterra. Dennel postulou que os australopitecíneos podem ter deixado a África, porque as planícies que lá colonizaram havia 3 milhões de anos se estendiam até a Ásia. “É evidente que precisamos de mais descobertas – em Flores, em ilhas vizinhas como Sulawesi, da área continental do Sudeste Asiático ou em qualquer outra parte da Ásia”, afirma. Morwood, por sua vez, vem tentando fazer exatamente isso. Além do trabalho em Liang Bua e Mata Menge, está ajudando a coordenar dois projetos em Sulawesi e outro em Bornéu. 

Entretanto, a procura pelos ancestrais dos hobbits de Liang Bua no continente será difícil, porque as rochas da idade certa raramente estão expostas nessa parte do mundo. Mas, com tanto em jogo, esses desafios provavelmente não vão dissuadir os intrépidos caçadores de fósseis da tentativa. “Se não acharmos nada nos próximos 15 anos nessa parte do mundo, posso começar a pensar que entendemos tudo errado”, reflete Tocheri. “A previsão é que vamos descobrir muito mais.”

Um Mosaico Misterioso

Até hoje, os escavadores recuperaram os restos de 14 indivíduos de Liang Bua, em uma caverna em Flores. O espécime mais completo é um esqueleto denominado LB1, de 18 mil anos. Algumas de suas características lembram as dos antropoides e dos australopitecíneos como Lucy, de 3,2 milhões de anos. No entanto, outros traços são mais próximos aos de nosso próprio gênero, 

Homo. Essa mistura de características primitivas e modernas dificultou o cálculo do posto adequado para os hobbits na árvore genealógica do homem.

Traços dos antropoides e dos australopitecíneos

a. Mandíbula inferior forte

b. Pélvis larga e aberta

c. Fêmur curto

d. Tíbia curta

e. Área de Broadmann 10

Traços do Homo

f. Crânio espesso, Dentes pequenos, Rosto curto 

O CÉREBRO é do tamanho do de um chimpanzé. Mas uma reconstrução virtual – gerada por ultrassom do interior do crânio – indica que, apesar de seu tamanho pequeno, o órgão tinha várias características avançadas, incluindo uma área de Broadmann 10 ( fig.e) aumentada, parte do cérebro que, de acordo com as teorias, exerce um papel fundamental em atividades cognitivas complexas. Essas características podem ajudar a explicar como uma criatura com o cérebro do tamanho do de um chimpanzé foi capaz de criar ferramentas de pedra.

O PULSO lembra o de um antropoide africano. Em particular, há um osso chamado trapezoide (fig.g) com o formato de pirâmide. Em contraste, os homens modernos têm o trapezoide no formato de uma bota, que facilita a manufatura de ferramentas e o uso da mão, distribuindo melhor a força por todo o órgão.

O PÉ (fig.h) é excepcionalmente comprido comparado com a perna curta. Esse comprimento relativo do pé é comparável ao observado em bonobos e sugere que os hobbits eram corredores pouco eficientes. Outros traços de antropoides incluem dedos longos e curvos e a ausência do arco. Porém, o dedão se alinha com o resto dos dedos, dentre outras características modernas.

O Homo sapiens Copiou os Hobbits?

Análises de objetos dos hobbits do período de 95 mil a 17 mil anos atrás indicam que os pequenos ferramenteiros usavam as mesmas técnicas chamadas de oldovienses que os ancestrais humanos na África empregavam há quase 2 milhões de anos. No entanto, os hobbits combinavam essas técnicas de formas diferentes – tradição que os homens modernos que habitavam Liang Bua há 11 mil anos também seguiam. Essa descoberta levanta a intrigante possibilidade de que as duas espécies estiveram em contato e que o H. sapiens copiou o estilo de manufatura de ferramentas dos hobbits, e não o contrário.

Escavação dos Hobbits

Liang Bua é uma caverna grande de calcário localizada nos exuberantes planaltos no oeste da ilha de Flores. Além dos restos de 14 hobbits, as escavações ali já renderam milhares de ferramentas de pedras, bem como ossos de dragões-de-komodo, estegodontes semelhantes a elefantes, ratos gigantes e uma ave carnívora com cerca de 3 metros de altura. Os hobbits parecem ter ocupado a caverna por volta de 100 mil a 17 mil anos atrás. Eles podem ter sido levados a Liang Bua por causa da proximidade com o rio Wae Racang, que teria atraído animais sedentos para a caça. Agora, os pesquisadores buscam pistas para esclarecer por que, após resistirem por tanto tempo, os hobbits acabaram desaparecendo. Também estão ansiosos para recuperar um segundo crânio pequeno, que ajudaria a estabelecer se o LB1 e os outros espécimes representam de fato uma nova espécie e não são apenas os restos de homens modernos que sofreram alguma doença. Os ossos e os dentes contendo DNA adequado para análise seriam igualmente instrutivos.

Os níveis de ocupação dos hobbits em Liang Bua se espalham profundamente em solo úmido.Para impedir as paredes das trincheiras de despencarem, a equipe emprega um sofisticado sistema de escoras.

Dentro do buraco, os membros da equipe tiram a terra camada por camada, com cuidado, expondo ossos e objetos durante o procedimento. Registram a posição de cada objeto de interesse antes de colocá-lo em um saco plástico. Enquanto isso, a terra é colocada em baldes que são mandados à superfície para uma inspeção mais cuidadosa.

Um escavador examina uma costela de Stegodon. A concentração de ferramentas de pedra nesse local indica que os hobbits retiravam a carne do animal lá mesmo.

O sedimento retirado do buraco de escavação é examinado cuidadosamente em busca de pequenos fragmentos de ossos e de artefatos que podem ter passado despercebidos no buraco. Os moradores de Manggarai que trabalham no sítio passam os sedimentos por três estágios: 

primeiro são examinados com as mãos, depois passam por peneiras e, por último, são levados balde por balde até a estação montada no campo de arroz fora da caverna. O conteúdo é umedecido antes de ser peneirado de novo, na esperança de recuperar até os menores dentes e fragmentos de osso.

As Raízes dos Hobbits

Originalmente os pesquisadores acreditavam que o LB1 e os outros hobbits, conhecidos formalmente como Homo floresiensis, descendiam de um ancestral humano com basicamente as proporções do corpo moderno conhecido como H. erectus , que encolheu drasticamente em resposta aos recursos limitados de sua ilha natal. Mas uma nova análise sugere que o H. floresiensis é muito mais primitivo que o H. erectus e evoluiu logo após um dos membros mais ancestrais conhecidos de nosso gênero, o H. habilis (árvore direita) ou imediatamente depois dele (árvore mais à direita). De qualquer modo, o estudo conclui que H. floresiensis evoluiu na África, junto com outras espécies de Homo antigas, e já era bem pequeno ao chegar a Flores, embora possa ter sofrido de nanismo no local.

Fonte

Multiversos - ( A teoria "M" )

Para se ter uma ideia do que é a Teoria M (não se sabe de onde vem o M) é preciso ter em conta que esta teoria engloba toda uma família inteira de teorias, que se definem por defenderem:

. o universo observável não é o único;
. um grande número de universos foi criado a partir do nada;
. os múltiplos universos derivam das leis da física;
. cada universo tem muitos estados possíveis.

O conceito de multiverso tem raízes na moderna Cosmologia e na Teoria Quântica e engloba várias ideias da Teoria da Relatividade, de modo que pode ser possível a existência de inúmeros Universos onde acontecem todas as probabilidades quânticas de eventos, isto é, trata-se da teoria que defende a possibilidade de haver múltiplos universos, incluindo o Universo Histórico em que vivemos, que juntamente com os outros, compreendem tudo o que existe e o que pode existir, todo o espaço, tempo, matéria e energia, assim como as leis da física e constantes que as descrevem.

O termo foi dado, em 1895, pelo psicólogo e filósofo americano William James.
Os diversos universos incluídos no multiverso são, às vezes, chamados de universos paralelos.

A estrutura do multiverso, a natureza de cada universo e a relação entre eles, depende da hipótese específica do multiverso.

Os multiversos têm sido teorizados na cosmologia, na física, na astronomia, na religião, na filosofia, na psicologia transpessoal e na ficção, em particular na ficção científica e fantasia.

Física Quântica:

Os princípios da física quântica foram desenvolvidos nas primeiras décadas do séc. XX, quando se percebeu que a teoria newtoniana não era adequada para descrever a Natureza aos níveis atómicos - ou subatómicos. As teorias fundamentais da física descrevem as forças da Natureza e a forma como os objetos reagem a elas:

. Teorias Clássicas - teorias como as de Newton. São construídas a partir de um referencial que reflete a experiência de todos os dias, na qual os objetos materiais têm uma existência individual, uma localização precisa, trajetórias definidas, etc;

. Teoria Quântica - estabelece um esquema conceitual completamente diferente do da clássica, em que a posição, a trajetória e até o passado e o futuro de um objeto não são determinados com precisão.

 Os comportamentos de todos os objetos obedecem às leis da física quântica e às leis newtonianas são uma boa aproximação para descrever a forma como se comportam os objetos macroscópicos compostos por esses componentes quânticos.

Outro preceito fundamental da física quântica é o princípio da incerteza, formulada por Werner Heinseberg em 1926:

. Esse princípio diz-nos que há limites para a nossa capacidade de medir simultaneamente certos dados, tais como a posição e a velocidade de uma partícula. Se multiplicarmos, por exemplo, a incerteza da posição de uma partícula pela incerteza do seu momento (a sua massa vezes a sua velocidade), o resultado nunca poderá ser inferior a uma certa quantidade fixa, chamada a constante de Planck (isto é, quanto mais exatamente se mede a velocidade, menos exatamente se pode medir a posição e vice versa).


Segundo a física quântica, independentemente da quantidade de informação que possamos obter ou das nossas capacidades computacionais, os resultados dos processos físicos não podem ser previstos, porque não são determinados com certeza.

A Natureza determina o seu estado futuro, através de um processo que é fundamentalmente incerto: permite um certo número de diferentes eventualidades, cada uma das quais com uma certa probabilidade de ser realizada.

Para além deste princípio é preciso ter em mente outros fundamentos da física quântica:

. Foi o físico norte-americano Richard Feynmann quem deu a conhecer o fato de a matemática e a física serem diferentes da formulação original da física quântica, mas as previsões serem as mesmas.

. A observação de um sistema altera a evolução desse sistema.

A Teoria de Tudo:

A partir daqui, já podemos avançar um pouco. E sendo a Teoria M, uma candidata à Teoria de Tudo, precisamos de ter alguns conhecimentos sobre o universo primitivo e dos conceitos espaço tempo.

A primeira força a ser descrita na linguagem matemática foi a gravidade por Newton, em 1687, que disse que qualquer objeto no universo atrai todos os outros com uma força proporcional à sua massa. Depois descobriu-se uma lei, ou modelo, para as forças eléctrica e magnética: Comportam-se como a gravidade, com a diferença de que duas cargas elétricas ou dois ímãs do mesmo tipo se repelem, enquanto as cargas contrárias ou ímãs se atraem - são mais fortes que a gravidade.

. Todas as forças são transmitidas através de campos. Os campos eletromagnéticos podem propagar-se através do espaço como uma onda (a luz é uma onda eletromagnética que se propaga a uma velocidade de 300.000 km/s);

. A velocidade é igual à distância percorrida sobre o tempo que demorou a percorrer;

. A medição do tempo, tal como a medição da distância percorrida, depende do observador que faz essa medição. Einstein mostrou que, à semelhança do conceito de repouso, o tempo não pode ser absoluto (as ideias de Einstein contrariam a intuição geral);

. O espaço e o tempo estão interligados. É como acrescentar uma quarta direção de futuro/passado às habituais esquerda/direita, frente/trás e acima/abaixo. Trata-se da 4ª dimensão. No espaço-tempo, o tempo já não está separado das três dimensões do espaço e depende da orientação do observador. Também a direção de tempo varia consoante a velocidade do observador;

. O conceito de gravidade na relatividade geral nada tem de semelhante ao conceito de Newton, baseia-se na proposta de que o espaço-tempo não é plano, mas sim curvo e distorcido pela massa e energia que contém. Na Teoria de Einstein a gravidade é uma consequência do fato de a massa distorcer o espaço-tempo, criando uma curvatura.

. A Teoria da relatividade geral prevê novos efeitos como as ondas gravitacionais e os buracos negros - A Relatividade Geral transformou a Física em Geometria.
Para compreender o universo primitivo, quando toda a matéria e energia do universo estavam condensados num pequeno volume, teremos de dispor de uma versão quântica da relatividade geral.

As teorias quânticas de campo são as versões quânticas de todas as Leis da Natureza:

. Gravidade - É a mais fraca de todas as forças, no entanto, é uma força de longo alcance que atua sobre todas as coisas no Universo como uma atração;

. Eletromagnetismo - Também é uma força de longo alcance e muito mais forte do que a gravidade, mas atua apenas em partículas com carga elétrica, sendo repulsiva entre cargas do mesmo sinal e atrativa entre cargas de sinal contrário. Isto significa que as forças eléctricas entre grandes grupos se anulam entre si, mas atuam à escala dos átomos e das moléculas. As forças eletromagnéticas são responsáveis por toda a química e biologia.

. Força nuclear Fraca - Está na origem da radioatividade e desempenha um papel fundamental na formação de elementos, nas estrelas e no Universo primitivo. No entanto, na vida quotidiana não entramos em contato com esta força.

. Força nuclear Forte - Esta força mantém unidos os prótons e os nêutrons no núcleo do átomo. Mantém igualmente a coesão dos próprios prótons e nêutrons, o que se torna necessário dado que estes são constituídos por partículas ainda menores, os quarks. A força forte é a fonte de energia do Sol e da energia nuclear mas, à semelhança da força fraca, não temos contato direto com ela.

Conhecendo as forças, passamos às partículas:

Começamos por explicar o que são os campos de forças - estes campos são constituídos por várias partículas elementares, os bósons, que são os mediadores de interações, deslocando-se para trás e para a frente entre partículas de matéria, transmitindo as forças.
Como foi dito anteriormente, a Teoria M é a candidata principal, atualmente, à Teoria de Tudo. A Teoria de Tudo é uma teoria que tenta unificar as quatro classes numa única compatível com a teoria quântica.

Um exemplo de unificação de forças é a Força Eletrofraca - trata-se da unificação do eletromagnetismo com a teoria fraca. Resolve o problema das infinidades. Pode ser renormalizada e prevê a existência de três novas partículas, W+, W- e Z0.

Outra noção a ter em conta é a da Cromodinâmica quântica (QDC) - o próton, o neutron e muitas outras partículas elementares da matéria são compostas por quarks, que têm uma propriedade notável a que os físicos acabaram por dar o nome de cor. Os quarks surgem em três pretensas cores: Vermelho, verde e azul. Cada quark tem também um parceiro anti partícula e as cores dessas partículas são designadas por anti vermelho, anti verde e anti azul. A ideia é de que apenas as combinações sem qualquer final podem existir como partículas livres.

. A cor e a anti cor anulam-se, de modo que um quark e um anti quark formam um par sem cor, uma partícula instável chamada méson.

. As três cores (ou anti cores) são misturadas, dando como resultado uma partícula sem cor, designados os bárion, que são a base de toda a matéria (por exemplo, os prótons e os nêutrons).

As flutuações no vácuo são devidas aos pares de partículas que surgem juntas num dado momento, se afastam, se juntam de novo e se aniquilam mutuamente. São as partículas virtuais.

Uma das implicações importantes da supersimetria é que as partículas mediadoras de forças ou interações e as partículas de matéria, e por consequência, força e matéria, são apenas dois aspectos da mesma coisa.

Não me alongarei aqui em descrever a Teoria das Cordas, importante para a Teoria M, no entanto farei referência ao fato de não serem consistentes se o espaço-tempo tiver dez dimensões. Vou deixar a Teoria das Cordas para outro ensaio, em outro momento. Estas dimensões adicionais às quatro referidas acima, estarão de tal forma dobradas sobre si num espaço tão pequeno que se torna impossível, pelos meios atuais, a sua detecção. Estão enroladas no espaço interno. Nesta teoria as partículas não são pontos, mas padrões de vibração que têm comprimento, mas são desprovidas de altura ou largura - como pedaços de corda infinitamente finos.

A Teoria “M” prevê a existência de 11 dimensões, que podem conter não só cordas vibratórias, mas também partículas pontuais, membranas bidimensionais, gotas tridimensionais e outros objetos mais difíceis de visualizar e que ocupam até nove dimensões do espaço. Esta teoria prevê a existência de 10.500 universos diferentes.

O multiverso e a teoria da inflação:

Há mais de 50 propostas que explicam o que provocou a inflação e o que, finalmente, lhe pôs termo, originando o Universo visível. Como ninguém sabe ao certo como começou a inflação, há sempre a possibilidade de o mecanismo voltar a acontecer - as explosões inflacionárias podem repetir-se. Esta é a ideia proposta pelo físico russo Andrei Linde da Universidade de Stanford - o mecanismo, qualquer que seja, que provocou a inflação súbita do Universo ainda está a funcionar, fazendo talvez com que outras regiões distantes do Universo também sofram inflação de forma aleatória.

De acordo com esta teoria, uma pequena porção do Universo pode inflacionar subitamente e "germinar", dando origem a um Universo "filho" ou Universo "bebé" que, por sua vez, pode gerar um outro Universo "bebé" e assim sucessivamente. Neste cenário os big bangs estão a acontecer constantemente.

Linde chama a esta teoria inflação eterna e auto reprodutora ou "inflação caótica", porque prevê um processo infindável de inflação contínua de universos paralelos.

A classificação de Tegmark:

O cosmologista Max Tegmark providenciou uma taxonomia de universos para além do universo observável.

Os níveis, de acordo com a classificação de Tegmark, estão de forma a que o próximo universo possa abarcar e expandir o universo anterior, como são brevemente descritos abaixo:

Para além do nosso horizonte cosmológico:

Uma predição geral da inflação caótica é a de um universo ergódico infinito, que, sendo infinito, tem de conter volumes Hubble a realizar todas as condições iniciais. Assim, um universo infinito irá conter um número infinito de volumes Hubble, todos com as mesmas leis e constantes físicas.

No que diz respeito à configuração e à distribuição da matéria, quase todos iriam diferir do nosso volume Hubble. No entanto, como há volumes infinitos, para além do horizonte cosmológico, eventualmente haverão volumes Hubble com configurações similares e até mesmo idênticas.

Tegmark estima que um volume idêntico ao nosso deve estar a cerca de 1010(115) metros de nós. Esta estimativa implica o uso do princípio cosmológico, onde o nosso volume Hubble não é especial nem único.
Por extensão da mesma razão, iria haver, de fato, um número infinito de objetos Hubble, idênticos ao nosso, no Universo.

Universos com constantes físicas diferentes:

Na Teoria da Inflação Caótica, uma variante da Teoria da Inflação Cósmica, o multiverso, como um todo está a dilatar-se e continuará a fazê-lo eternamente, mas algumas regiões do universo param de dilatar-se e formam bolhas distintas. Essas bolhas são o embrião do multiverso no nível I.

Linde e Vanchurin calculam que o número destes universos estejam na escala de 1010(10000000).
Bolhas diferentes podem experimentar resultados de ruptura simétrica espontânea em propriedades diferentes, assim como em constantes físicas diferentes.

Este nível inclui os universos oscilatórios teóricos de John Archibald Wheeler e a Teoria do Universo Fecundo de Lee Smolin.
     
A interpretação quântica de muitos mundos:

A interpretação de muitos mundos (MWI - many worlds interpretation) de Hugh Everett é uma das interpretações dominantes da mecânica quântica. Em resumo, um dos aspectos da mecânica quântica é que certas observações não são absolutas. Em vez disso, há um largo número de possíveis observações, cada uma com uma probabilidade diferente. De acordo com o MWI, cada uma destas observações corresponde a um universo diferente. Suponha que um dado, que contém 6 lados, é lançado e que cada resultado numérico corresponde a uma observação da mecânica quântica. As seis possibilidades numéricas que o dado pode fornecer, correspondem a seis universos.

Tegmark defende que um universo do nível III não contém mais possibilidades de volumes Hubble do que um multiverso do nível II. De fato, todos os "mundos" diferentes criados por uma divisão num multiverso do nível III com as mesmas constantes físicas podem ser encontradas em volumes Hubble do multiverso de nível I.

De forma idêntica, as bolhas do nível II, com constantes físicas diferentes podem ser encontradas como "mundos" criados por "separações" no momento da ruptura espontânea de simetria no multiverso de nível III.
     
A derradeira ligação:

A derradeira ligação é a hipótese do próprio Tegmak. Este nível considera reais todos os universos que possam ser descritos matematicamente. Isto não inclui leis físicas de baixa energia que não sejam parte no nosso mundo observável. Tegmark diz que “a matemática abstrata é tão generalista que qualquer teoria de tudo (TOE), descrita em termos puramente formais é também uma estrutura matemática. Por exemplo, uma TOE que envolve diversos tipos de entidades e relações entre si não é mais do que aquilo a que os matemáticos chamam de um modelo de set-theory, onde se pode encontrar um sistema formal que é um modelo de algo". Continua, "isto implica que qualquer teoria de universos paralelos concebida pode ser descrita no nível IV" e "submete todas as outras ligações, o que traz uma hierarquia de multiversos e não pode existir um nível V".

Jürgen Shmidhuber, no entanto, diz que "a estrutura assente na matemática" ainda não está bem definida e, só admite representações de universos descritos pela matemática construtiva.   

Multiverso e a Teoria M:

Um multiverso, de certa forma diferente, tem sido considerado como uma extensão multidimensional da Teoria das Cordas, conhecida como a Teoria M ou Teoria das Membranas.

Nesta teoria o nosso universo e outros são criados através da colisão de p-branas, num espaço com 11 e 26 dimensões. Cada universo tem a forma de uma D-brana, objetos em que cada universo está, essencialmente confinado, mas podendo interagir com outros universos através da gravidade, uma força que não está restrita às D-branas.

Apesar desta teoria não ser como a dos universos quânticos, os mesmos conceitos podem trabalhar ao mesmo tempo.

Fonte

Do que é feito o universo?

Essa é uma das questões mais complexas de se responder!

Com o advento das novas conquistas científicas conceituais e tecnológicas, hoje podemos através de muitas vertentes e experimentos, mostrar que quando olhamos para as estruturas mais básicas que compõem a nossa matéria, descobrimos outro universo de possibilidades e de características, propriedades e interações. Quando pensamos e falamos em matéria, devemos hoje saber que, um pequena parte do nosso cosmos é composto por matéria, como a conhecemos...hoje temos uma compreensão que ainda obviamente não é plena e resoluta, que a grande parte do cosmos, é composta por subpartículas que estamos apenas começando a compreender. O que antes era visto apenas como um vácuo negro, um vazio incomensurável, na verdade contém “energia”, “possibilidade”, existe algo no que considerávamos ser o “nada”.

Algumas correntes científicas da astrofísica de hoje, sugerem que o universo seja composto por 26% de matéria escura, 70% de energia escura e 4% de matéria como a conhecemos mais habitualmente.
Após a descoberta do núcleo do átomo em 1911, foi comprovada a existência de partículas sub atômicas. Desde aquela época, foram estabelecidas leis fundamentais da matéria-energia, que governam suas inter-relações, predizendo o comportamento das subpartículas. Isso levou os cientistas a criarem conceitos e teorias, além de estudos e experimentos que buscavam compreender a estrutura básica do universo. Muitas foram as correntes e vertentes de estudos dentro da física e hoje da nano física, a astrofísica. Uma das correntes mais interessantes e talvez controversa desses estudos, são da mecânica quântica da física, ou a forma que essas subpartículas interagem, ao ponto de inclusive subverter a energia em algo como uma onda, algo não material, ou algo como uma partícula, ou material. A abordagem através da física quântica, ou física das possibilidades, apresenta uma gama infinita de variações e teorias, aliada à astrofísica, vem demonstrando avanços significativos rumo há uma melhor compreensão do que há em nosso universo.

Um exemplo muito atual dos avanços científicos nessa área:

Investigadores do CERN (Organização Europeia de Pesquisa Nuclear) observaram pela primeira vez um fenómeno raro previsto pelo modelo mais consensual da física de partículas – o modelo-padrão. A seguir à observação do bosão de Higgs, registrou o decaimento do mesão BS em dois muões, é a descoberta mais importante do maior acelerador de partículas europeu (Large Hadron Collider, LHC).
Esta observação, além de se revelar muito importante na confirmação do modelo-padrão da física de partículas, foi também inédita do ponto de vista da cooperação entre duas equipas ligadas à colisão de partículas no LHC – o LHCb e o CMS -, conta Nuno Leonardo, um dos investigadores que participou nesta experiência.

Recuemos um pouco no tempo. Durante três anos, o acelerador de partículas fez correr dois feixes de protões (partículas que existem no núcleo dos átomos) em direções opostas ao longo da circunferência de 27 quilômetros. Os feixes foram forçados a colidir em quatro localizações específicas, nos locais onde se encontram milhares de detectores pertencentes às experiências ALICE, ATLAS, CMS and LHCb.

De cada vez que os protoões colidem podem formar novas partículas, que se podem manter por mais ou menos tempo ou decair e dar origem a partículas diferentes. Estas observações são registadas por cada uma das experiências: ATLAS e CMS mais dedicadas a estudar a generalidade dos fenômenos, ALICE para estudar iões pesados e LHCb com um foco específico em quarks b (bottom).

Quarks e antiquarks são a base de todos os tipos de mesões. Quando têm um antiquark b – a partícula oposta do quark b (com a mesma massa e carga contrária) – temos um mesão B, mas mesmo dentro destes a variedade é grande, varia com o tipo de quark. O mesão Bs tem um antiquark b e um quark s (strange) e o mesão B0 tem antiquark b e um quark d (down). E estes dois mesões são as estrelas do artigo que LHCb e CMS (Compact Muon Solenoid) já publicaram no meio acadêmico.

Cada experiência faz as próprias detecções, medições e análises de forma independente. E quando duas experiências chegam à mesma conclusão, a força dos resultados é ainda maior. Foi o que aconteceu com o bosão de Higgs. ATLAS e CMS tinham encontrado sinais da partícula, mas nenhum dos grupos conhecia os resultados do outro.

Quando cada grupo apresentou os resultados que tinha na mesma conferência de imprensa, em 2012, ficou confirmada a descoberta deste bosão. Era a única partícula fundamental do modelo-padrão que estava por descobrir. E a descoberta foi tão importante que valeu o prémio Nobel da Física em 2013 a dois dos físicos teóricos que a descreveram há 50 anos – Peter Higgs e François Englert. O terceiro físico a descrevê-la, Robert Brout, faleceu ainda antes da partícula ser detectada pelas equipas do CERN.
Os mesões Bs são partículas compostas que têm um comportamento fora do vulgar: “Oscilam entre partícula e antipartícula três biliões de vezes por segundo”, conta Nuno Leonardo, investigador do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP), em Lisboa, que coordena o grupo de física do quark b em CMS.

VÍDEO ILUSTRATIVO: 

O decaimento dos mesões Bs em dois muões (um muão e um antimuão) foi detectado por LHCb e CMS de forma independente e os resultados apresentados em julho de 2013, mas as observações não permitiam ter certezas. “Embora os resultados estivessem em excelente acordo, ambos ficavam aquém do nível de precisão estatística de 5 sigma [grau de confiança estatística] que é historicamente requerido para reivindicar uma observação”, explica o comunicado de imprensa do CERN.

A combinação dos dados das duas experiências e um ajuste no tipo de análise realizado pelas equipas permitiu realizar observações com 6,2 sigma para o decaimento dos mesões Bs, conta Nuno Leonardo. A detecção deste processo vem, por agora, confirmar o que estava previsto pelo modelo-padrão: um fenômeno extremamente raro com uma probabilidade de acontecer quatro vezes em cada mil milhões de decaimentos. “Do bilião de partículas com quarks b produzidas nas colisões, detectamos 100 que decaem em 2 muões”, conta o investigador. Adicionalmente, exclui alguns dos modelos mais recentes da física de partículas (nova física), como a super simetria, conclui.

Este resultado constitui um excelente exemplo da precisão que pode ser alcançada quando experiências combinam as suas medições”, disse em comunicado de imprensa Rolf Heuer, diretor-geral do CERN.

Para excluir o modelo-padrão como um modelo possível para o decaimento do mesões B em muões e antimuões era preciso observá-los com uma maior frequência do que a que está prevista. Esse é um dos motivos porque na segunda temporada de colisões no LHC, que está prevista ter início em junho de 2015, se vai aumentar a energia de 8 teraelectronvolt (TeV) da primeira temporada para 13 TeV. Quanto maior a energia, maior o número de colisões, logo maior a probabilidade de se encontrarem partículas novas ou fenómenos imprevistos.

A nova etapa do LHC poderá ajudar a perceber melhor o decaimento dos mesões B0. Por agora, a observação do decaimento deste mesão em muão e antimuão foi suficientemente frequente para ser estatisticamente significativa (3 sigma). Já discrepância de 2 sigma em relação ao modelo-padrão, na interpretação dos resultados, deixa a dúvida no ar. A discrepância (que equivale a 5% de probabilidade de flutuação) não permite dizer que este decaimento é incompatível com o modelo-padrão, mas deixa uma porta aberta para investigar este fenómeno.

Os resultados agora publicados resultam da partilha de dados e do trabalho conjunto de duas equipas – LHCb e CMS – que trabalham normalmente de forma independente numa forma de “cooperação competitiva” em que o desejo de serem os primeiro a revelar novas descobertas estimula o trabalho de investigação. Mas neste caso, como explica Nuno Leonardo, foi preciso encontrar o consenso entre os mais de 4.500 colaboradores das duas experiências.

“Havia um bom espírito de colaboração e uma grande motivação”, diz o investigador, justificados pela necessidade de ambos os grupos chegarem ao melhor resultado possível. “Havia um bom ambiente dentro do grupo de trabalho, mas a necessidade de consenso entre todos os investigadores torna os processos de decisão e aprovação mais lentos.”

Esse é apenas um exemplo de pesquisa que vem sendo realizada hoje. Sua relevância, obviamente pelo nível de infra-estrutura e coordenação, além de investimento e proporção, é extremamente relevante, mas existem dezenas outros colisores de partículas menores espalhados pelo globo e muita pesquisa sendo realizada.

Fundamentalmente a questão: “Do que é feito o universo?”, não apenas é extremamente pertinente, como está na vanguarda dos estudos mais atuais da física, astronomia, astrofísica e de forma complementar, da cosmologia.

Nessa pequena resenha, vou me ater à discorrer sobre a energia escura, a matéria escura e suas diferenças, além de uma pequena abordagem mais explicativa do que vem a ser os estudos sobre o prisma da física quântica.

Matéria escura e energia escura: o que é?

A matéria escura e a energia escura são soluções propostas para explicar alguns fenômenos gravitacionais, e, até onde sabemos, são coisas distintas.

Embora juntas respondam por mais de 95% do nosso universo, só sabemos de sua existência por meios indiretos, observando seus efeitos sobre o universo e tentando deduzir suas propriedades a partir deles.

Matéria escura

A matéria escura foi proposta nos anos 1930 por Fritz Zwicky para explicar a diferença entre a massa gravitacional e a massa luminosa de aglomerados de galáxias (Fritz Zwicky estava trabalhando com curvas de rotação de galáxias).
A massa gravitacional de um objeto é determinada pela medida da velocidade e raio da órbita de seus satélites, um processo igual à medição da massa do sol usando a velocidade e distância radial dos planetas.

A massa luminosa é determinada pela soma de toda luz e convertendo este número em uma estimativa de massa, baseado na nossa compreensão sobre como as estrelas brilham. Esta comparação de massa-para-luz indica que a energia na matéria luminosa contribui com menos de 1% da densidade média de energia do universo.

. Matéria escura protege galáxias

Certamente existe mais matéria nas galáxias que não emite luz, mas as evidências indicam que há um limite máximo para a matéria normal (aquela feita de átomos) presente no universo. Evidências vindo da medição da radiação cósmica de fundo, por exemplo, apontam que no máximo 5% da densidade de massa-energia do universo e 20% da massa dos aglomerados está na forma de átomos.

Mas do que é feita a matéria escura? Muitos físicos e astrônomos acham que a matéria escura é provavelmente uma nova partícula que ainda não foi detectada em aceleradores de partículas ou em raios cósmicos.

Para ser uma partícula de matéria escura, ela tem que ter bastante massa, provavelmente mais que um nêutron, e interagir muito fracamente com a matéria normal, de forma a dificilmente reagir produzindo luz.

. Anel de matéria escura é encontrado em grupo de galáxias

O protótipo do candidato é algo parecido com um neutrino, só que todos os tipos de neutrinos conhecidos são muito leves e muito raros para explicar a matéria escura.

E como a matéria escura afeta o universo? Aparentemente, ela é responsável pelas estruturas que vemos no universo, como galáxias e aglomerados; é ela que “segura” estes objetos imensos, não deixando que se desfaçam.

Como curiosidade, a proposta de uma matéria escura na década de 1930 por Fritz Zwicky não foi levada a sério porque o suíço tinha entrado em atrito com muitos colegas na comunidade astronômica. Em 1962, a astrônoma Vera Rubin fez a mesma descoberta, que novamente não foi levada à sério, desta vez porque ela era uma mulher. Ela persistiu e conseguiu atenção da comunidade em 1978, com um estudo profundo de 11 galáxias, inclusive a nossa.

Energia escura

A energia escura tem sua origem nos trabalhos para entender a expansão acelerada do universo. Basicamente, a teoria atual não consegue explicar essa aceleração. Uma das especulações é que a aceleração é consequência de uma nova forma de matéria, apelidada “energia escura”, que também não foi detectada até agora.

É chamada de “escura” porque deve interagir muito fracamente com a matéria, como a matéria escura, e é chamada de energia porque uma das coisas de que estamos certos é que ela contribui com cerca de 70% da energia total do universo. Se descobrirmos o que é, podemos então trocar o nome para algo menos misterioso.

Com o estabelecimento do modelo cosmológico do Big Bang, acreditava-se que a expansão inicial de 13,7 bilhões de anos atrás estaria diminuindo com o tempo, mas duas equipes de pesquisadores independentes descobriram em 1998 que a expansão estava acelerando.

. É confirmada a existência da energia escura

A aceleração é determinada pela medida dos tamanhos relativos do universo em diferentes eras. De uma forma específica, os astrônomos medem o redshift ou desvio para o vermelho do espectro e a distância da luminosidade de explosões estelares chamadas supernovas tipo 1a.

O tempo que a luz da supernova leva para chegar aos telescópios é descoberto examinando a distância da luminosidade, enquanto a mudança do tamanho do universo entre a explosão e a observação é determinada pelo desvio para o vermelho. Uma comparação destes tamanhos em uma sequência de tempo revela que o universo está crescendo cada vez mais rápido. Desde esta descoberta, os equipamentos ficaram mais sensíveis e os dados foram confirmados pela medição de outros fenômenos cosmológicos.

A teoria da relatividade prevê que a aceleração cósmica é determinada pela densidade média de energia e pressão de todas as formas de matéria e energia no universo. Só que as quantidades da matéria normal, da energia normal, e da matéria escura não respondem pela densidade de energia necessária para a aceleração – tem que ser outra coisa.

. 9 projetos milionários que pretendem desvendar os mistérios da energia escura

Uma das hipóteses mais aceitas é que o universo é preenchido por um mar de energia quântica de ponto zero, que exerce uma pressão negativa, como uma tensão, fazendo com que o espaço-tempo sofra uma repulsão gravitacional. É a chamada constante cosmológica, introduzida por Einsten em outro contexto (e referida por ele como seu maior erro).

E como a energia escura afeta o universo atualmente? Ela é responsável pela aceleração cósmica, e equipes internacionais de astrônomos estão trabalhando para refinar a medida desta aceleração. Dela depende o julgamento da constante cosmológica de Einstein, uma possível compreensão da teoria fundamental da natureza (gravidade quântica e o estado quântico do universo), e o destino do universo (Big Chill ou Big Rip?).

Os feijões representam a matéria e energia escura no universo e as jujubas a matéria que podemos enxergar.


 Diferenças entre as duas

As duas, matéria escura e energia escura, possuem diferenças enormes. A matéria escura atrai e a energia escura repele, ou seja, a matéria escura é usada para explicar uma atração gravitacional maior que o esperado, enquanto a energia escura é usada para explicar uma atração gravitacional negativa.

Além disso, os efeitos da matéria escura se manifestam em uma escala de 10 megaparsecs (um megaparsec corresponde a 3,2 milhões de anos luz, aproximadamente) ou menor, enquanto que a energia escura parece que só se torna relevante em escala de 1.000 megaparsecs ou mais.

. Matemáticos incluem matéria e energia escuras nas equações de Einstein

Finalmente, é importante questionar se os fenômenos da matéria escura e da energia escura podem ter uma explicação gravitacional. Talvez as leis da gravidade sejam diferentes do que desenhou a teoria de Einstein. Esta é uma possibilidade, só que até hoje a teoria da relatividade não falhou em nenhum teste. Além disto, novas imagens de aglomerados revelaram um comportamento que é inconsistente com teorias gravitacionais alternativas, como a MOND – ou seja, a matéria escura está ali.

Nossas melhores mentes estão trabalhando no problema e nossa melhor tecnologia está examinando o cosmos, e, por enquanto, não há outra explicação para os efeitos que observamos: a matéria escura e a energia escura são reais. A composição do universo atual, até onde sabemos, é de 4,2% matéria normal, 24% matéria escura e 71,6% energia escura.

[en.Wikipedia 1 2, Nasa Ask an Astronomer, How Stuff Works, Nasa Astrophysics, Dummies, National Radio Astronomy Observatory, Scientific American, Space.com, WMAP’s Universe]
Bom, agora que revisamos os conceitos sobre a matéria escura e a energia escura, bem como seus estudos atuais e diferenças entre si, vamos ver os conceitos básicos, cientistas e definições sobre a física quântica?

O que é Física Quântica?

Física quântica é um ramo teórico da ciência que estuda todos os fenômenos que acontecem com as partículas atômicas e subatômicas, ou seja, que são iguais ou menores que os átomos, como os elétrons, os prótons, as moléculas e os fótons, por exemplo.

Todas essas micropartículas não podem ser estudadas sob a ótica da física clássica, pois não são influenciadas pelas leis que a compõe, como a gravidade, a lei da inércia, ação e reação e etc.

Ao contrário da física clássica, a física quântica é classificada como “não intuitiva”, isso significa que, neste ramo de estudo, determinadas coisas são verdadeiras mesmo quando aparentam não ser. Aliás, por ser considerada não intuitiva, a física quântica ficou conhecida como uma “falsa teoria”.

Também conhecida por mecânica quântica, essa teoria revolucionária da física moderna surgiu durante os primeiros anos do século XX, sendo o físico Max Planck (1858 – 1947) um dos pioneiros a desenvolver os seus princípios básicos, e que contrariam grande parte das leis fundamentais da física clássica. Planck foi o responsável, por exemplo, pela criação da “constante de Planck” (E = h.v).

No entanto, foi Albert Einstein, o criador da Teoria da Relatividade, que batizou a equação de Planck de quantum (palavra latina que significa “quantidade”) pela primeira vez. Quântico é uma referência ao evento físico da quantização, que consiste na alteração instantânea dos elétrons que contém um nível mínimo de energia para um superior, caso sejam aquecidos. Mesmo que a teoria da física quântica esteja focada nos fenômenos microscópicos, estes são refletidos em todos os aspectos macroscópicos, uma vez que todas as coisas no universo são feitas a partir de moléculas, átomos e demais partículas subatômicas.

Ao longo do século XX, vários cientistas e físicos contribuíram para o desenvolvimento da teoria física quântica, como: Werner Heisenberg (1901 – 1976), Louis de Broglie (1892 – 1987), Niels Bohr (1885 – 1962), Erwin Schrödinger (1887 – 1961), Max Born (1882 – 1970), John von Neumann (1903 – 1957), Richard Feynman (1918 – 1988), Wolfgang Pauli (1900 – 1958), entre outros.

A partir de então, a física quântica se tornou a teoria base de vários outros ramos da física e da química, como a física atômica, física nuclear, física molecular, química quântica, física de partículas e etc. Aliás, os princípios da física quântica também são aplicados em vários setores do conhecimento humano, revolucionando não apenas as Ciências Exatas, mas também correntes filosóficas.

A principal ligação entre a física quântica e os conceitos filosóficos e espirituais, de acordo com os defensores desta relação, está na condição de casualidade e incerteza desta teoria, que diz ser possível a existência de duas situações diferentes e simultâneas para determinado corpo subatômico.

Esse princípio foi observado na física quântica a partir da chamada "dualidade onda-partícula", ou seja, quando uma partícula se comporta ora como partícula e ora como uma onda, afirmação está totalmente anormal perante a física clássica.

Partindo desta ideia, por exemplo, surgem diversas hipóteses teóricas de estudo, como a “teoria dos vários mundos”, que diz ser possível a existência de diversas realidades alternativas para cada indivíduo.


Física quântica e a espiritualidade

Essa relação é polêmica, pois consiste no debate entre dois núcleos distintos, sendo um formado pelos que defendem a veracidade da influência quântica no plano espiritual, e outro que nega totalmente o uso da mecânica quântica como modo de explicar a espiritualidade.

Para os que defendem a existência de uma relação entre a física quântica e o espiritual, a força do pensamento humano poderia exercer um grande poder sobre a realidade individual de cada pessoa, sendo ela, com as corretas indicações, capaz de alterar o mundo ao seu redor.

Física quântica e o pensamento

Vários físicos de renome internacional relacionam os princípios da física quântica com as teorias sobre a consciência humana e o poder do pensamento como “construtor” da realidade.

Em suma, a mente humana teria uma capacidade profunda de influenciar na disposição das micropartículas atômicas ao redor das pessoas, do modo como elas se comportam e como elas constroem a realidade de cada indivíduo. Para os estudiosos que acreditam nesta ideia, as intenções das pessoas influenciariam a construção da realidade.

Fonte