Esclarecimento

Breve apêndice sobre a cosmologia física moderna

Uma característica da cosmologia moderna é a união da cosmologia astronômica e da física de partículas. Deste modo, busca-se uma descrição unificada que abarque todos os níveis da organização do Universo, desde o nível subatômico até o do Universo alcançado pelo astrônomo em seu raio máximo de visibilidade. A teoria cosmológica de maior aceitação atualmente é a do "Big Bang", que apresenta a história do Universo dividida em diversas eras, cada uma delas marcada por um acontecimento dramático. Assim, fala-se na "era da matéria", que teriá começado quando a densidade da matéria superou a da radiação. Ou ainda, na "era da recombinação", que começou quando o Universo se resfriou o suficiente para que os eletrons se ligassem aos núcleos (principalmente os prótons), constituindo os primeiros átomos.

Uma repartição de eras do Universo, que tem profundas conseqüências, é aquela que considera o número de "forças" atuantes na matéria. A era atual é caracterizada por quatro forças: gravitacional, eletromagnética, fraca e forte. No Universo extremamente primitivo, todas estas forças estariam unificadas numa força única. A evolução do Universo pode então ser representada como o resfriamento (a separação) de determinadas forças a partir de uma única força primitiva. No momento mais primordial que pode ser vislumbrado pela nossa física, o chamado "instante de Planck", quando o Universo tem apenas 1043 segundo de idade, há apenas uma força única. Neste instante ocorre a primeira crise, a separação entre a força da gravidade e a força GUT, assim batizada pela Grand Unification Theory, que propõe unificar as forças eletromagnética, forte e fraca. A segunda crise ocorre quando o Universo tem 1035 segundos de idade, e marca a separação da força GUT em força forte e força eletro-fraca. Essa separação provoca uma imensa expansão do Universo, a chamada "Inflação". Posteriormente temos três forças: a gravitacional, a forte e a eletro-fraca. Quando chegamos ao tempo de 1 segundo, ocorre a divisão da força eletro-fraca em fraca e eletromagnética, e, desde então, temos o Universo com as quatro forças, com as quais estamos familiarizados.

Cada uma dessas crises ou transições de fase ocorre através de "janelas" extremamente estreitas. O resultado é a falta de simetria do Universo em que vivemos. Por exemplo, o nosso Universo é constituído por matéria e não por antimatéria. Mas qual a razão dessa assimetria, se matéria e antimatéria são especulares, isto é, se a diferença entre elas é apenas a troca do sinal das quantidades eletromagnéticas? À primeira vista, não há razão alguma para que uma exista em maior quantidade do que a outra. De fato, a predominância da matéria representa um "ajuste fino". Pois, em épocas mais primitivas havia antimatéria e a desigualdade entre esta e a matéria era mínima, isto é, a diferença era de 1 parte a cada 10 bilhões, o que dá uma idéia da estreiteza das "janelas" cosmológicas. Outro exemplo é fornecido pelo fato da força forte ser 137 vezes mais forte que a força eletromagnética. Isto é conseqüência de uma constante fundamental da física, a constante de estrutura fina (cujo valor é 137), pois se a força forte fosse ligeiramente mais fraca do que é, o único elemento estável seria o hidrogênio, o que impossibilitaria a complexidade microscópica do Universo e, conseqüentemente a vida.

Supercordas: Teoria quântica que abarca todas as forças da natureza, incluindo a força da gravidade. Esta teoria é uma teoria de unificação, ou seja, uma teoria que visa a unificar todas as forças da natureza. O projeto da teoria de unificação foi iniciado por Albert Einstein, que tentou, sem sucesso, até o fim da sua vida, elaborar a Teoria do Campo Unificado, que unificaria todas as forças conhecidas. Todas as teorias de unificação enfrentaram grandes dificuldades em incorporar a gravidade, dificuldades que foram superadas com algum sucesso pela teoria de supercordas. Proposta pelo físicos Michael Green e John Schwartz, em 1984, seu elemento fundamental é uma corda sub-microscópica em substituição à usual partícula pontual. Essa teoria é consistente apenas em 10 dimensões, que não são relevantes nas condições às quais estamos familiarizados, que são adequadamente descritas pelo continuum quadridimensional de espaço-tempo da Teoria da Relatividade.

BASARAB NICOLESCU