As nove mais alucinantes descobertas da física.
O estudo da física é o estudo do universo e, mais especificamente, de como o universo funciona. É, sem dúvida, um dos ramos mais interessantes da ciência, porque o universo, como se vê, é muito mais complicado do que parece ser superficialmente. O mundo funciona de algumas maneiras realmente estranhas. Aqui estão nove das coisas mais incríveis que os físicos descobriram sobre o nosso universo:
09. O tempo para na velocidade da luz
O tempo para na velocidade da luz.
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De acordo com a Teoria da Relatividade Especial de Einstein, a velocidade da luz no vácuo nunca pode variar – ela é de quase 300 mil km/s. Isto em si já é incrível o suficiente, uma vez que nada pode se mover mais rápido que a luz, mas ainda é muito teórico. A parte realmente legal da Relatividade Especial é uma ideia chamada dilatação do tempo, que diz que quanto mais rápido você se mover, mais devagar o tempo passa para você em relação ao seu entorno. Se você fizesse um passeio em seu carro por uma hora, você teria envelhecido ligeiramente menos do que se você estivesse apenas sentado em casa. Claro que em velocidades rotineiras, o efeito é imperceptível.
Mas a ideia vale para velocidades maiores, e é aí que as coisas ficam interessantes. Um hipotético astronauta viajando em uma velocidade de 50% da velocidade da luz voltaria para a Terra bem mais jovem do que seu hipotético irmão gêmeo que ficou no planeta.
Talvez mais incrível do que isso é o fato de que se você pudesse atingir a velocidade da luz, o tempo simplesmente pararia para você. No entanto, antes de tentar essa forma de imortalidade, saiba que é impossível atingir a velocidade da luz.
08. Entrelaçamento quântico
Entrelaçamento quântico.
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Tudo bem, então nós acabamos concordando que nada pode se mover mais rápido que a velocidade da luz, certo? Bem … sim e não. Embora isso seja tecnicamente verdade, pelo menos em teoria, verifica-se que há uma lacuna encontrada no ramo alucinante da física conhecido como mecânica quântica.
A mecânica quântica, em essência, é o estudo da física em uma escala microscópica, como o comportamento das partículas subatômicas. Estes tipos de partículas são incrivelmente pequenos, mas muito importantes, pois eles formam os blocos de construção de tudo no universo.
Então, digamos que você tem dois elétrons (uma partícula subatômica com carga negativa). O entrelaçamento (também conhecido como emaranhamento) quântico é um processo especial que envolve o emparelhamento destas partículas. Quando isso acontece, as coisas ficam estranhas, porque a partir de agora, esses elétrons ficam idênticos. Isso significa que se você mudar um deles (como alterar sua velocidade orbital), sua partícula parceira alterará exatamente da mesma maneira. Instantaneamente. Não importa onde ela esteja – pode estar do outro lado do universo. Mesmo sem você tocá-la. As consequências deste processo são enormes e significam que a informação pode, essencialmente, ser teletransportada para qualquer parte do universo instantaneamente.
07. A luz é afetada pela gravidade
A luz é afetada pela gravidade.
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Mas vamos voltar à luz durante um minuto, e falar sobre a Teoria da Relatividade Geral desta vez (também de Einstein). Esta envolve uma ideia chamada deflexão de luz, que afirma que o caminho de um feixe de luz pode não ser totalmente reto.
Por mais estranho que possa parecer, isso tem sido repetidamente provado (está difícil para os físicos confrontarem uma ideia de Einstein). O que isto significa é que, embora a luz não tenha massa, ela é afetada pelas coisas que a fazem, como o sol, e outros objetos massivos. Então, se um feixe de luz de uma estrela distante passa perto o suficiente do Sol, ele vai se curvar ligeiramente em torno dele. O efeito sobre o observador, como nós, é que vemos a estrela em um local diferente do céu de onde ela realmente está localizada. Lembre-se da próxima vez que você olhar para as estrelas que tudo pode ser apenas um truque da luz.
06. Matéria escura
A Matéria escura.
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Graças a algumas das teorias que já discutimos (e mais um monte que ainda não), os físicos têm algumas maneiras muito precisas de medir a massa total do universo. Eles também têm algumas maneiras muito precisas de medir a massa total que podemos observar. Só que esses números não coincidem – e não chegam nem perto.
Na verdade, a quantidade de massa total no universo é muito maior do que a massa total que vemos. Os físicos foram forçados a chegar a uma explicação para isso, e a principal teoria agora envolve uma substância misteriosa que não emite luz e é responsável por aproximadamente 95% da massa do universo. Embora não tenhamos provas de sua existência (até porque não podemos vê-la diretamente), a matéria escura é apoiada por uma tonelada de evidências, e tem que existir de uma forma ou de outra, a fim de explicar o universo.
05. Nosso universo está se expandindo rapidamente
Nosso universo está se expandindo rapidamente.
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Para entender o porquê disso estar acontecendo, temos que voltar até o Big Bang. Antes de ser um programa de TV, a Teoria do Big Bang foi uma importante explicação para a origem do nosso universo. Na mais simples analogia possível, funcionou mais ou menos assim: o universo começou como uma explosão de um ponto infinitamente pequeno, quente e denso. Detritos foram arremessados em todas as direções, impulsionados pela enorme energia da explosão. No entanto, como esses detritos (que hoje formam os planetas, estrelas e galáxias) são tão pesados, era de se esperar que essa “explosão” tivesse desacerado ao longo do tempo.
Mas isso não aconteceu. Na verdade, a expansão do nosso universo está ficando mais rápida ao longo do tempo, o que é tão louco como se você jogasse uma bola de beisebol e notar que ela vai ficando cada vez mais rápida, em vez de cair no chão. A única maneira de explicar isto é através da energia escura, que seria uma força motriz por trás dessa aceleração cósmica.
No entanto, não temos ideia do que ela seja ou como funciona.
04. Toda a matéria é apenas energia
Toda a matéria é apenas energia.
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A matéria e a energia são apenas dois lados da mesma moeda. Na verdade, você já deve saber disso se já ouviu falar da famosa fórmula E = mc ^ 2. O E é para a energia, e o m representa a massa. A quantidade de energia contida em uma determinada quantidade de massa é determinada pelo fator da conversão de c ao quadrado, onde c representa a velocidade da luz.
A explicação para esse fenômeno é realmente muito fascinante, e tem a ver com o fato de que a massa de um objeto aumenta à medida que ele se aproxima da velocidade da luz (mesmo quando o tempo está ficando mais lento). É, no entanto, bastante complicado, por isso para os fins deste artigo, vamos simplesmente assegurar-lhe que é verdade. Para a prova (infelizmente), não procure mais do que bombas atômicas, que convertem pequenas quantidades de matéria em grandes quantidades de energia.
03. Dualidade onda-partícula
Dualidade onda-partícula.
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Falando de coisas que são outras coisas …
À primeira vista, as partículas (como um elétron) e ondas (como a luz) não poderiam ser mais diferentes uma das outras. Um deles é um bloco de matéria sólido, e o outro é um feixe de energia radiante, mais ou menos. São maçãs e laranjas. Mas, como se vê, coisas como a luz e elétrons não podem limitar-se a um estado de existência – eles agem como partículas e ondas, dependendo de quem está olhando.
Isso soa muito estranho, mas há provas concretas que mostram que a luz é uma onda, e outras provas concretas que mostram que a luz é uma partícula (idem para os elétrons). Ao mesmo tempo. Não é uma espécie de estado intermediário entre os dois. Não se preocupe se isso não fizer muito sentido, porque estamos de volta ao reino da mecânica quântica e, a esse nível, o universo não gosta de fazer sentido de maneira alguma.
02. Todos os objetos caem na mesma velocidade
Todos os objetos caem na mesma velocidade.
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A física clássica também nos mostra alguns conceitos muito legais.
Você seria perdoado por assumir que os objetos mais pesados caem mais rápido do que os leves. É o que o senso comum diz. E isso é verdade, mas não tem nada a ver com a gravidade – a única razão pela qual isso ocorre é porque a atmosfera da Terra oferece resistência. Na realidade, como Galileu primeiramente notou cerca de 400 anos atrás, a gravidade funciona da mesma forma para todos os objetos, independentemente da sua massa. O que isto significa é que se você jogar uma pena e uma bola boliche na lua (que não tem atmosfera), os objetos vão tocar o chão exatamente ao mesmo tempo – e na mesma velocidade.
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01. Espuma quântica
Espuma quântica.
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Voltando para a física moderna, onde as coisas voltam a ficar muito estranhas…
O espaço vazio, aparentemente, está de fato vazio. Isso soa como uma suposição bastante segura e óbvia. Mas acontece que o universo é muito inquieto para aturar isso, razão pela qual as partículas estão constantemente aparecendo e desaparecendo do nada em todos os lugares.
Elas são chamadas de partículas virtuais, mas não se engane, elas existem e foram comprovadas. Elas existem apenas por uma fração de segundo, o que é tempo suficiente para quebrar algumas leis fundamentais da física, mas rápido o suficiente para que isso não importe muito em nossas vidas cotidianas.
Os cientistas chamaram esse fenômeno de “espuma quântica”, porque o fenômeno deve lhes ter lembrado bolhas de gás que aparecem “do nada” em um refrigerante.
