TOMO I – O TEMPO DE PLANCK
Via Láctea (Caminho de Leite), Nossa galáxia
Para começarmos irei expor qual o objetivo deste livro; pois primeiramente tentarei explicar o que foi o fator motivacional que tornou esta obra possível!
Apesar de todo o conhecimento adquirido tanto a área da ciência como da religião, tudo o em grande parte do nosso saber e embasado em suposições que aos poucos vamos confirmando ou alterando conforme nossa experiência!
Nas paginas a seguir teremos uma breve pincelada na história daquilo que chamamos de universo, e miscigenar este conhecimento com o básico religioso de cada instituição religiosa de meu conhecimento, tudo de uma forma o mais lógica possível!
O consenso geral e de alguma forma aquilo que chamamos de universo, ou a parte dele que possamos interagir, foi originado a aproximadamente 13,6 bilhões de anos. Como veremos, se o universo fosse uma laranja nos moraríamos em algo que hoje chamamos de elétron, tal e a grandeza disto que estamos comentando!Pessoas como cientistas céticos e líderes religiosos ultraconservadores (ou nem tanto) ainda questionam a existência de Deus, ou a forma como ele se manifesta, não por eu ser religioso, mas de pela própria observação de tudo o que exporemos, nos dá uma certeza, a de não duvidar de nada, mas desde que não ofenda a razão.
Tudo na natureza por vezes se demonstra meio caótico, mas se observarmos mais atentamente terá que admitir que tudo faz parte de uma ordem, mesmo que pouco conhecida ou assimilável pelo nosso intelecto!Crer que somos o único e exclusivo bastião de vida no universo, mesmo aquele em que conhecemos, digo, conhecemos por imagens e suposições e muito esparsas, chega a ser ofensiva, a razão e a alma humana que parece estar sempre à procura de algo, talvez o autoconhecimento, ou por vez a nossa missão, que é evoluir!
Esta palavra Evolução, se categoricamente aplicada a espécie humana, me deixaria em maus lençóis, por exemplo, num rito evangélico, principalmente naqueles que fazem interpretação literal da Bíblia!Mas no que pretendo mostrar neste livro desde a parte astronômica, geológica e histórica da terra e humanidade; tudo parece ter um rumo específico e interessante. O de sermos melhor hoje do que ontem, se seguimos o caminho errado, algo sempre acontece para colocar nos eixos este veículo que se chama vida!
Já a nível macroscópico, digo universo, tudo tende a seguir também para um propósito, sito rapidamente a nossa estrela, nosso sistema solar e a vida aqui presente; muitos não entendem por que uma estrela nova recém originada de sua nuvem de gás cresce se desenvolve e termina em uma explosão catastrófica espalhando suas entranhas pelo espaço.
A priori nada tem de lógico nesta ação, mas se olharmos os detalhes ai começaremos a entender a dança da vida, e o porquê de certas coisas acontecerem!No consenso geral e em minha opinião, a força majestosa que desencadeou isto nada mais foi aquilo que chamamos de Deus, e que na única explicação que podemos ter dentro de tudo que observamos na história da nossa vida nos acompanha ensina e projete, de uma forma que ainda não conhecemos (talvez e provavelmente para nosso próprio bem).
O fim do nosso universo.
Nossa casa, nosso planeta, esta esfera rochosa que se encontra em orbita ao redor de uma estrela de classe média (tamanho) na sequência principal (ou seja ainda não passou para o estágio de gigante vermelha) que se encontra no braço de Perseu um dos braços que deixa nosso planeta há aproximadamente 30000 anos luz do centro tempestuoso (centro nuclear onde possivelmente se encontra um enorme buraco negro) da nossa galáxia a Via láctea (caminho de leite) que se encontra no chamado grupo de galáxias conhecido...ufa! E ainda tem gente que acha que somos o centro do universo, hilário mesmo! Mais adiante teremos uma maior explanação sobre as teses de origem daquilo que chamamos de universo.
O NOSSO UNIVERSO COMO O VEMOS ATUALMENTE
Imagem observada pelo Hubble na década de 1990, a onde antes via observação convencional nada se observava.
Como já comentamos e veremos ainda dependendo da teoria, o Universo pode ser infinito, finito, múltiplo entre outras teorias! Mas calcula-se que o Universo observável, ou aquele fenômeno ao qual fazemos parte, e que podemos ver, é lembra uma bolha se expandindo, a qual vivemos na superfície, que tem atualmente cerca de 93 bilhões de anos-luz de diâmetro, o que faz com que seus limites (teoricamente) sejam de aproximadamente 46,5 bilhões de anos-luz da Terra. Este número é bem maior do que a idade estimada do Universo justamente porque ao longo deste tempo ele vem se expandindo.
Assim, um objeto que estivesse a 13,82 bilhões de anos-luz da nossa região do Cosmos logo depois do Big Bang hoje está a 46,5 bilhões de anos-luz de distância, mas ainda assim podemos ver como ele estava 13,82 bilhões de anos atrás.
Ao universo já se havia determinado várias idades, mas estudos do início da década de 2010, verificou-se que seria mais antigo do que se supunha. De acordo com as últimas estimativas, o Universo tem 13,82 bilhões de anos. O cálculo foi feito com base em dados coletados pelo satélite Planck, da Agência Espacial Europeia (ESA), que entre 2009 e 2013 mapeou o céu em busca de pequenas variações na chamada radiação cósmica de fundo, o “eco” do fenômeno chamado Big Bang, até 2014 tido como teoria indiscutível, com uma precisão sem precedentes. Os cientistas então aplicaram estas flutuações em modelos teóricos sobre a evolução do Universo para chegar à sua idade.
Também a partir dos mesmos dados dos modelos cosmológicos, os cientistas puderam estimar a composição de tudo que há no Universo na forma de massa e energia. Segundo eles, a chamada matéria bariônica (comum), da qual todas galáxias, estrelas, planetas e nós mesmos somos feitos, corresponde a apenas 4,9% do total. Já a misteriosa matéria escura, cuja existência é percebida apenas pelos seus efeitos gravitacionais, responde por 26,8%, enquanto a ainda mais enigmática energia escura, de natureza desconhecida, fica com o resto, 68,3%. Todos estes dados e questões trabalharemos com mais detalhes no decorrer dos tomos.
Com relação da expansão e com a melhor compreensão da influência da energia escura que nos deu números que faltavam as formulas sobre a aceleração do cosmo. De acordo com os cálculos, o Universo está se expandindo a um ritmo de 67,3 quilômetros por segundo por megaparsec, número que é conhecido como Constante de Hubble. Isso quer dizer que uma galáxia a 3,26 milhões de anos-luz de distância da Terra se afasta de nós a uma velocidade de 242,28 mil km/h, enquanto uma duas vezes mais distante parece se mover o dobro desta velocidade e assim em diante.
A Cerca de 13,8 bilhões de anos atrás, o nosso universo veio à existência. Muito pouco tempo depois, a luz primordial começou a brilhar através do cosmos e se espalhou por todo o universo primordial. Nesta conjuntura, o próprio universo também estava se expandindo.
A inflação do universo diminuiu após a primeira expansão inicial, mas, desde então, a taxa desta tem vindo a aumentar, devido à influência da energia escura. Essencialmente, desde a sua criação, o cosmos como o conhecemos, vem crescendo em um ritmo cada vez maior. Os cientistas estimam que os fótons mais antigos que podemos observar viajaram uma distância de 45 bilhões de anos luz desde o Big Bang.
Isso significa que nosso universo observável tem cerca de 90 bilhões de anos luz de largura. Estes 90 bilhões de anos-luz de contém quasares, estrelas, planetas, nebulosas, buracos negros… e tudo o mais que poderíamos observar. Mas o universo observável contém apenas a luz que teve tempo de chegar até nós. Existe um universo muito mais além do que somos capazes de observar. De acordo com a teoria da inflação cósmica, o tamanho de todo o universo é, pelo menos, 10²³ vezes maior do que o tamanho do universo observável.
Assim, enquanto o tamanho do universo observável se parece ter 93.000.000.000 de anos-luz mas o tamanho do universo não observável deve chegar a 100 000 000 000 000 000.000 000 000 de anos-luz. Há então, uma grande parte do universo nunca observada. O que estamos perdendo? O que está além do limite do que podemos ver?
Em 2008, os astrônomos descobriram algo muito estranho e inesperado pois aglomerados galácticos estavam fluindo na mesma direção a uma velocidade insana, indo a mais de 3,6 milhões de quilômetros por hora. Uma causa possível seria estruturas maciças fora do universo observável exercendo influência gravitacional sobre esses aglomerados.
ANTES DE TUDO (ANTES DA HISTÓRIA)
TEORIAS DE FORMAÇÃO DO UNIVERSO "O BIG BANG"
Quanto às próprios estruturas, elas poderiam ser, literalmente, qualquer coisa como grandes acumulações de matéria e energia (em escalas dificilmente imagináveis), ou até mesmo bizarras deformações no espaço-tempo que estão canalizando forças gravitacionais de outros universos. Nós simplesmente não sabemos o que esses enormes objetos poderiam ser.
Um dos maiores físicos da atualidade Stephen Hawking, com sua mente brilhante trabalha basicamente para descobrir o que era o nada antes do Big Bang.
Teoricamente existia o nada, um vasto e ilimitado mar de nada, mas o nada seria energia, não seria um vácuo, pois este por definição não contem nada mesmo. O pré-universo tinha energia portanto era um falso nada como já visto no artigo sobre o multiverso
Poderemos imaginar talvez, este ilimitado falso vácuo como uma vaga espumante e borbulhante produzindo pontos de existência aqui e ali, exatamente como as ondas do oceano produzindo espuma. No início da segunda década do século XXI, fora possível ver estruturas tipo rachaduras ou saliências na radiação de fundo (eco do que chamamos de grande explosão) que demonstram janelas para outros universos, para o multiverso.
A radiação de fundo fora uma forma de primeiro sinal emitido pelo jovem universo aparentemente com as primeiras ondas eletromagnéticas a 380 mil anos após sua criação. Mas antes deste acontecimento entre 2,5 segundos e 380 mil anos não havia qualquer outra forma de energia eletromagnética, os primeiros movimentos das recém criadas partícula subatômicas gerou ondas gravitacionais que marcaram os limites do universo observável.
Para qualquer lado que se olhe, pode ser captado um ruído homogêneo que segundo a classe científica atual representa o som da grande explosão. Possivelmente as estrias cósmicas sejam o santo graal da ciência das ondas gravitacionais, o elo da física quântica a que falaremos mais adiante do infinitamente pequeno com regras próprias e estranhas como estar em dois lugares ao mesmo tempo e a relatividade de Einstein. Saber que a gravidade se manifesta também por ondas já é um grande avanço em nosso conhecimento limitadíssimo do universo.
Einstein descobriu em 1905 que nada pode ser mais rápido que a luz, so que o universo ao surgir era e é ainda muito, mas muito mesmo mais veloz que ela! Seria uma contradição, não, pois o que se move é o próprio espaço no nada, não as leis que o regem internamente! As rachaduras observadas pelo cientista Jhon Kovac no polo sul comprovou o crescimento absurdo que passou o universo (teoria do universo inflacionário) eco de um passado de trilionésimos de trilionésimos antes do primeiro segundo, quando este era do tamanho da cabeça de um alfinete.
Cosmos Inflacionário
Segundo Einstein vivemos em um mundo de um tecido único infinito onde o espaço e o tempo se desenvolve, e por onde viajam as ondas gravitacionais. No universo inflacionário a instabilidade era uma constante e sua estrutura oscilava conforme viajavam as ondas gravitacionais gerando saliências.
Algumas saliências se dissolvem quase que instantaneamente retornando ao falso vácuo, mas outros se manteriam e até se expandiriam simultaneamente a outros semelhantes pelos ondas gravitacionais. Viver-nos-íamos numa dentre quintilhões de outras bolhas, não seriamos os primeiros e obviamente os últimos a passar pelo processo maravilhoso da criação. Se realmente confirmada a teoria do universo inflacionário comprovada também será a do nossos universos irmãos!
O Big Bang fora tido durante 60 anos como a teoria mais próxima da realidade da origem do Universo, mas era incompatível com a matemática da física geral e quântica. Mas com a união da física Moderna e quântica, a matemática fechou na forma de um Universo pouco eterno que se ativa lentamente para gerar o fenômeno que chamamos de Big Bang como uma bolha numa sopa aquecida.
De acordo com a teoria da grande explosão moderna de 2012 (Big Bang) o universo teve origem 13 bilhões de anos atrás. A contagem de tempo começa a partir de uma fração de segundo deste acontecimento. Pode ser o Big Bang o zero absoluto, o inicio de tudo ou apenas a explosão de uma bolha imersa em algo muito maior.A natureza da origem das partículas atômicas são desconhecidas. Iremos apenas indagar sobre as suas características e propriedades.
O UNIVERSO ETERNO
Teoria mais aceita hoje é que o Universo teve um início, o Big Bang, que é a explosão de um ponto infinitamente denso, uma singularidade. A partir dessa explosão, teria havido uma expansão e o resultado seria o Universo atual. Essa teoria é baseada na relatividade geral, proposta por Einstein.O nosso Universo, de acordo com as teorias de Einstein, possui cerca de 13,8 bilhões anos de idade e foi formado a partir de um ponto infinitamente pequeno.
Enquanto a maioria das pessoas aceita este modelo, os cientistas ainda não conseguem explicar o que aconteceu dentro deste pequeno ponto ou o que veio antes dele. Agora, dois físicos propuseram um novo modelo que acredita que o Big Bang, na verdade, nunca aconteceu e que o nosso Universo não tem começo nem fim.
Este novo modelo, que conseguiu unir as correções quânticas na teoria de Einstein, sugere que não houve Big Bang e que, na verdade, o Universo não começou “ele sempre existiu”.Ahmed Farag Ali, pesquisador da Universidade Benha, no Egito e Saurya Das, da Universidade de Lethbridge, em Alberta, no Canadá, mostraram que esse problema pode ser resolvido se acreditarmos em um novo modelo, no qual o Universo não teve começo - e não terá fim.Ahmed Farag Ali afirma..."A singularidade do Big Bang é um problema para a relatividade, porque as leis da física já não fazem sentido pra ela"."A matemática e a teoria do Big Bang, em si, se anulam por conta dos infinitos”, disse Saurya Das, em entrevista ao Dailymail. "Em outras palavras, a teoria prevê a sua própria morte. Ela também não explica onde esse estado inicial ocorreu”, completa.Os físicos esclarecem que o que eles fizeram não foi simplesmente eliminar a singularidade do Big Bang, para isso se firmaram no trabalho de David Bohm, físico que, nos anos 1950, explorou o que acontecia se substituíssemos a trajetória mais curta entre dois pontos numa superfície curva por trajetórias quânticas.
Os pesquisadores Ahmed Ali e Saurya Das aplicaram as trajetórias Bohminanas a uma equação que explica a expansão do universo dentro do contexto da relatividade geral. Com isso o modelo contém elementos da teoria quântica e da relatividade geral e os pesquisadores estão esperando, que seu modelo se mantenha mesmo quando uma teoria completa da gravitação quântica for formulada.
O universo Infinito
Se o Universo não teve nem começo e nem fim podemos dar a ele idade infinita, o que combina com nossas medições de constantes cosmológicas e de densidade.O modelo descreve o Universo como preenchido com fluido quântico, que seria composto de grávitons, partículas hipotéticas que nos dão a força da gravidade. Caso eles existam, eles teriam um papel essencial na teoria da gravitação quântica. Agora os físicos pretendem analisar perturbações anisotrópicas no Universo, elevando em consideração a matéria escura e a energia escura, mas eles acreditam que os próximos cálculos não afetarão os resultados atuais.
"É satisfatório saber que essas correções podem resolver tantos problemas de uma vez", afirmou o pesquisador Saurya Das.Então, combinando com a tese acima temos a equação feita pelo professor Amal Kumar Raychaudhuri, da Presidency University, em Calcutá, Índia, os cientistas descreveram um fluido de pequenas partículas que permeia o espaço. Este fluido é a versão quântica da gravidade, apelidada de gráviton pelo Professor Das e pelo coautor Ahmed Ali Farag, da Universidade de Benha.As teses mostraram que, diferentemente das trajetórias clássicas - que são caminhos de partículas no futuro ou passado - as partículas quânticas podem nunca se encontrarem. "Podemos analisar que, já que diferentes pontos do Universo na verdade nunca convergiram no passado, não pode haver um começo”, disse o Professor Das. "Durará para sempre. Também não terá um fim. Em outras palavras, não há nenhuma singularidade universal” ... "Nós mostramos que um gigante Bose-Einstein de grávitons pode ter se formado muito cedo, ter durado para sempre, representando tanto a matéria quanto a energia escura", completou.No final de 1990, os astrônomos descobriram que a expansão do Universo está acelerando devido a presença de uma energia escura. O modelo tem o potencial para isso, uma vez que o fluido cria força constante para fora, expandindo o espaço.
O fim da Singularidades
Outro aporte da nova teoria vem de um árduo defensor do Big Bang e coautor das teorias modernas sobre singularidades Stephen Hawking. Seus últimos estudos de Hawking, no entanto, as singularidades como a prevemos, não seriam compatível com as Teorias Quântica e da Relatividade, pilares da física moderna.
De acordo com ele, se essas áreas da ciência estiverem corretas, a teoria dos buracos negros pode ser sustentada mas segundo a nova proposição do próprio especialista, buracos negros só retém matéria e energia temporariamente.
Stephen Hawking não contesta a mecânica quântica e a teoria da relatividade, mas propõe que buracos negros não tenham o ponto atualmente conhecido como “horizonte de eventos” ou singularidade, que exerceria a tal atração irresistível a tudo que existe.
A justificativa disso tudo é que os arredores do buraco negro contam com o espaço-tempo flutuando de maneira tão caótica que seria impossível definir um ponto exato onde não haja mais volta para a matéria e a energia ao redor.
A geometria do universo
De acordo com Einstein, o universo é um “continuum” no tempo e no espaço que poderia assumir três formas, dependendo do conteúdo de matéria e energia:
Esférico (curvatura positiva). Viajar em uma direção e, eventualmente, voltar ao ponto de partida. Sem energia escura, este universo vai parar de se expandir e retrair sobre si mesmo. Com ele, a expansão vai continuar.
Flat (sem curvatura). O viajante nunca retorna ao seu ponto de partida. Mesmo sem energia escura, o universo continuará expandindo para sempre, embora mais lentamente. Com a energia escura, a expansão vai acelerar ainda mais. De acordo com observações recentes, isto é como o nosso universo.
Em forma de sela (curvatura negativa). O viajante nunca vai voltar. A expansão só desacelerar, mesmo sem a presença da energia escura.
A CRIAÇÃO
As religiões da Terra por resumo, tirando suas diferenças doutrinarias, e pelo maior número de fiéis entre Muçulmanos, cristãos, Judeus e suas seitas e divisões, bem como algumas asiáticas tem como base o que veremos a seguir.Deus ou a força onipresente, onipotente e infinita criou o universo! Geralmente tido como sido criado em ciclos e que o criou antes da Terra e dos céus. A luz seria a manifestação do universo conhecido e seria da idade de milhares e não bilhões de anos!
O homem seria o ápse da criação, imagem e semelhança de seu criador. Esta seria um resumo das religiões abraãnicas, isto é, dos descendentes de Abraão, que corresponde a dois terços dos crentes da Terra.As demais que englobam o Hinduísmo, Budismo, Xintoísmo, Confucionismo, animista e credo diversos vivas ou extintas, já tem base no conceito de início caótico e por vezes ciclístico, originário por diversas divindades ou uma força que se fragmenta e que estes retornam ao todo quando concluído o ciclo.
Pode parecer irônico para quem é ateu, uma enorme coincidência, ou apenas a visão daquilo do que a mente apenas quer ver, ignorando o resto, mas nas devidas proporções aquilo que verificamos do universo se equipara com o que temos como crença básica mundial. Iniciamos as observações celestes para legitimar as teses oficiais vigentes do período da idade média e moderna. Após, já na idade contemporânea, para derrubar a ação divina e legitimar a ciência pura e atualmente tirando é claro o fator tempo da origem do universo, ciência e Fé estão em fim na mesma direção, mas como foi afirmado, ressaltando as devidas proporções.
O grande empecilho para a ciência é a analise literal das escrituras sagradas por uma grande maioria, tanto de cristãos como Muçulmanos entre outros.Cada um com a sua ideia de início, datas entre outros. Algumas entendem que Deus nos explicou a origem dos tempos da mesma forma que se diz algo importante para uma criança entender, e que seria verdade o dito mas teria de se interpretar e moldar com o que de fato ocorreu. Enfim o sincretismo ideológico de origem do universo parece ser a forma mais viável de entender o cosmos sem afetar a Fé!
O que vemos do Cosmos sem as teorias
Sem nada pensar pela simples observação do universo, temos um início visual com a primeira luz a 13,8 bilhões de anos atrás pelas atuais formas de medições e cálculos matemáticos.
Vemos um universo bem mais denso e quente que se esfriou com o passar dos Eons e que pela sua luz de milhões de anos atrás nos dá estruturas de matéria mais compactas, ativas e diferentes as vistas em nossa galáxia atualmente. O que se observa é uma diluição e abrandamento das atividades estelares do nosso cosmos.
E como olhar as galáxias e aglomerados é um espelho para o passado, por dedução sabemos que nosso cosmos ao que indica se expandira eternamente até que se prove ao contrário! As datas e medidas poderão sofrer futuras alterações mas o cerne da questão, que ele, o universo teve um início e que se expandirá para todo o sempre parece uma máxima constante da astronomia e da nossa existência.
AS PARTÍCULAS
Independente da teoria de origem, daquilo que vemos e a nossa ciência alcança, o observado e testado em laboratório nos diz uma ideia de como se formaram as partículas do nosso universo.
Como surgiram, seja pela palavra de Deus, seja por uma singularidade instável, por uma sopa que lentamente começa a se aquecer e criar bolhas que seriam os fenômenos do universo visível, ou um pouco e a mistura de tudo o que falamos até agora, enfim, não importa tanto quanto entender como funciona nosso maravilhoso lar celestial.
O que vemos é antes da era da luz, o nosso universo seria bem menor e que era muito quente, portanto, no momento de sua origem, seria um mar de nada, oi seja, ENERGIA. Um mar (talvez parte de um oceano) de temperaturas quase infinitas que ao crescer e se resfriar formou o ambiente para surgir as condições de existência de nosso universo. Só no resta saber como se chegou da energia até se formar a primeira partícula
Como vimos noTomo 0 -Eterno, a teoria das cordas seria uma boa explicação para a origem das partículas subatômicas, e falamos com maior propriedade do assunto neste artigo anterior
Particulas Fundamentais (teoria de origens e realidade atual)
Tudo que conhecemos consiste dos átomos, que são formados por partículas ainda menores e a Física de Partículas é o estudo dessas últimas que constituem os mais básicos blocos formadores da matéria no universo. Segundos após o início, acredita-se que as partículas subatômicas e as ondas gravitacionais teriam sido as primeiras coisas que passaram a existir no Universo. Os físicos dividem as partículas subatômicas fundamentais em três categorias: quarks, léptons e bósons. Os léptons são partículas leves como o elétron. Os quarks se combinam para formar as partículas pesadas, como o próton e o nêutron. As partículas formadas pelos quarks são chamadas hádrons. Tal como outras partículas, possuem cargas diferentes, e tipos diferentes de quarks tem propriedades distintas, que afetam a forma de como eles se combinam.
AS FORÇAS DE TRANSPORTE
São conhecidas como Bósons que são partículas sem massa que propagam todas as forças (energia) do Universo.
O glúon, por exemplo, é um bóson que une os quarks e estes formam os prótons e os nêutrons
no núcleo atômico.
A seguir veremos como possivelmente surgiram estas partículas. Os conceitos a partir daqui emitidos não são verdades absolutas, longe disto, eles são considerados verdadeiros à luz da física atual, e poderão ser alterados junto com a evolução da ciência.
Início teórico da expansão do fenômeno que originou nosso universo chama-se tempo de Planck. Este se inicia desde a origem da nossa realidade até o período antes de se concluir 01 segundo;
10-44 de segundo- A temperatura era de aproximadamente 10³²graus Celsius e com uma densidade sem comparativos atuais. A situação neste momento não tem padrões descritivos ou comparativos na física moderna.
A GRAVIDADE
Surge à gravidade, até o momento havia uma forca comum no universo, durante o decorrer do temo de Planck a gravidade se sobressai a esta força única.
A PARTÍCULA DE DEUS
O Bóson de HiggsEstas partículas estavam soltas e após a criação, conforme se expandia o universo ainda no tempo de Planck, ele se resfriava e os Bósons de Higgs se aglutinaram formando a gravidade, a cola que uni tudo no universo.O que seria o Bóson de Higgs.
O bóson de Higgs teve sua descoberta confirmada em 14 de março de 2013, no Grande Colisor de Hádrons.
Ele havia sido previsto teoricamente nos anos 1960 como a partícula que daria massa às outras partículas. Basicamente, o bóson de Higgs é produzido no campo de Higgs e foi proposto como uma forma de explicar porque algumas partículas que deveriam ter massa na verdade não tinham. O campo de Higgs, que ainda não foi observado, teria que existir no universo todo e fornecer a força necessária para as partículas terem massa.
E se isto for verdade, ele preencheria enormes vazios no Modelo Padrão, que é a explicação básica de praticamente tudo (exceto, como sempre, a gravidade). O bóson de Higgs é vital porque prova que o campo de Higgs existe, e explica como a energia dentro do campo pode se manifestar como massa. Também é importante por que estabelece um precedente. Antes de ser descoberto, o bóson de Higgs era apenas uma partícula teórica.
FORÇA NUCLEAR FORTE
10-36 de segundo – nossa realidade já está esfriando, mas mesmo assim a temperatura está na ordem de 1028 graus centigrados.Neste instante surge à força nuclear forte, iniciam-se com isto a integração das partículas fundamentais, os Quarks que trataremos melhor mais adiante.Com a separação da força nuclear forte, modifica-se o equilíbrio de energia, e o resfriamento da nossa realidade é frenado, e a temperatura torna a se elevar a casa de 1028 graus centigrados.
MATÉRIA E ANTI-MATÉRIA
Toda partícula criada possui a sua antipartícula, como por exemplo, a antipartícula do elétron é o pósitron.Apenas o fóton não corresponde a um antifóton, ou melhor, dizendo o antifóton coincide com o fóton. Uma antipartícula é uma partícula de mesma massa com carga elétrica e propriedades opostas á da matéria convencional.
DILATAÇÃO CÓSMICA (A EXPANSÃO DA REALIDADE)
A energia liberada produz uma espécie de bolha cósmica que se dilata rapidamente, duplicando-se a cada 1034 segundo. Quanto mais se dilata mais se resfria, regressando ao seu estado energético original, paralelamente surgem outras bolhas semelhantes a bolha cósmica.]
O DOMÍNIO DOS QUARKS
A energia interna da bolha cósmica se condensa em uma sopa de quarks e anti-quarks que se atacam mutuamente até que os primeiros aniquilem os segundos.Os quarks são considerados as partículas fundamentais da matéria porque formarão os prótons e neutros, e estes constituem no núcleo atômico. História:Gell-Man e Zweig em 1964 concluíram que partículas até então consideradas elementares como os prótons e os nêutrons eram compostas por outras partículas denominadas de quarks que só foram detectados a partir de 1967.
Características dos Quarks:
Massa
Indeterminada, uma vez que sempre aparecem associados em grupos.
Carga
Fracionária positiva ou negativa e igual a e / 3 ou 2e / 3 onde e representa a carga do elétron.
É importante observar que nas associações de quarks a carga é sempre um número inteiro da carga do elétron e consequentemente a carga do elétron continua sendo considerada a carga elementar.
Onde é encontrado:
Na formação de mésons, prótons e nêutrons.
Propriedades e comportamento:
A propriedade fundamental dos quarks é o confinamento, a experiência mostra que os quarks individuais não são vistos, eles estão sempre confinados no interior de prótons, nêutrons e mésons.
Observação: e representa o valor absoluto da carga do elétron
QUARKS RAROS
Em aceleradores nucleares pode-se simular o início da criação proporcionando o ambiente que gerou os quarks que precisam de muita energia para existir. Mas é somente em condições especiais e por ínfimo tempo o suficiente apenas para registro, demonstrando estas partículas possuírem carga elétrica não convencional como, por exemplo, (+1/3) ou (-2/3). Sua existência em estado natural teoricamente só fora possível durante o tempo de Planck, e no caso do quark Strange, em núcleos de estrelas superdensas de Quarks.
Charmoso (Charm)- Também fora criado dentro de aceleradores e seu tempo de vida e na ordem de 10¹²segundos.
Estranho (Strange) – Verificado em aceleradores onde menos ainda que os acima, e teoricamente nos núcleos ativos de uma estrela de Quarks.
Topo (Top) – O que possui maior massa, o equivalente a 237 quarks up e down. Possui uma vida e de 10²² segundos.
Fundo (botton) – É pesado demais para durar no nosso universo de hoje, e também o de menor duração
.
Na natureza existem 02 tipos de quarks que conseguem se manter, o UP e o Down.
Os Quarks Existentes
Quark Para Cima(up)- menor dos quarks possui um longo tempo de vida, cada próton possui dois e nêutrons um.
Quark Para Baixo (down) – Cada próton tem um e cada nêutrons dois.
PARTÍCULAS TEÓRICAS PREVISTAS
Grávitons
Neste momento, as antipartículas são um problema enorme para os teóricos de física de partículas. Outro problema, no entanto, é a gravidade.
Comparada com outras forças, como o electromagnetismo, a gravidade é fraca. E parece mudar sua natureza baseada na massa de um objeto sendo ela é facilmente observável em planetas e estrelas, mas quando você vai ao nível molecular, nada de gravidade. Além disso, o fenômeno não tem uma partícula portadora, como os fótons são portadores da força eletromagnética.
O gráviton seria a partícula teórica que permitiria que a gravidade fosse encaixada no mesmo modelo das outras forças observáveis.Como ela exerce uma atração fraca em todos os objetos, independente da distância, deve ser sem massa. Isto teoricamente não seria problema pois os fótons não têm massa e foram encontrados.
A física avançou até o ponto de definir os parâmetros exatos que um gráviton deve ter, e assim que encontrarmos uma partícula, podendo ser qualquer partícula, que combine com a descrição, teremos um gráviton. Encontrar o gráviton é importante porque, da forma como são hoje, a relatividade geral e a física quântica são incompatíveis.
Mas a um certo nível preciso de energia, conhecido como escala de Planck, a gravidade para de seguir as leis da relatividade e passa a obedecer as leis quânticas. Resolver o problema da gravidade pode ser uma das chaves para uma teoria unificada.
Gravifótons
Esta é outra partícula gravitacional teórica. O gravifóton é uma partícula que seria criada quando um campo gravitacional fosse excitado em uma quinta dimensão.
Ele é previsto pela teoria Kaluza Klein, que propõe que o electromagnetismo e a gravitação podem ser unificados em uma única força sob a condição que existam mais de quatro dimensões no espaço-tempo.
Um gravifóton teria as características de um gráviton, mas também teria as propriedades de um fóton, e criaria o que os físicos chamam de uma “quinta força” (atualmente existem quatro forças fundamentais).
Outras teorias afirmam que o gravifóton seria uma super parceira (como uma sub partícula) dos grávitons, mas que atrairia e repeliria ao mesmo tempo. Ao fazer isto, os grávitons teoricamente criariam a antigravidade.
Préons
O núcleo de um átomo de ouro possui 79 prótons. Cada próton é feito de três quarks. O diâmetro do núcleo do átomo de ouro é de cerca de oito femtômetros, ou oito milionésimos de nanômetro, e um nanômetro é um bilionésimo de um metro.
Quarks são pequenos e os préons, que seriam as sub-partículas do quark, seriam tão infinitesimalmente pequenas que atualmente não há escala para medir seu tamanho. Existem outras palavras para descrever os blocos que formariam os quarks, como subquarks, cordas, mas o préon é o mais aceito.
E os préons são importantes porque atualmente os quarks são uma partícula fundamental, ou seja, não tem como chegar a nada menor. Se os quarks forem compostos de outra coisa, isto abriria a porta para milhares de novas teorias.
Por exemplo, uma teoria afirma que a antimatéria do universo está contida nos préons, e que todas as coisas a têm presa dentro de si. De acordo com esta teoria, você é em parte antimatéria, mas não pode vê-la porque os blocos de matéria são muito maiores.
Táquions
É uma partícula que se move mais rápido que a luz, e se ela existir, isto significaria que a barreira da velocidade da luz não é mais uma barreira, mas um ponto central. Da mesma forma que partículas normais podem se mover com velocidade infinitamente baixa, um táquion poderia se mover a velocidades infinitamente rápidas.
E, bizarramente, o relacionamento com a velocidade da luz seria espelhado. Quando uma partícula normal acelera, sua energia aumenta. Para quebrar a barreira da velocidade da luz, ela precisaria de energia infinita. Para um táquion, quanto mais lento ele viaja, mais energia precisa. À medida que fica vagaroso e se aproxima da velocidade da luz pelo outro lado, ele vai precisando cada vez de mais energia.
E quando ele acelera, precisa de cada vez menos energia, até que não precise de energia nenhuma para viajar a velocidade infinita. Se os táquions realmente existirem, eles estarão presos para sempre do lado oposto da barreira que nós também não podemos ultrapassar. Uma pena, porque teoricamente os táquions poderiam ser usados para enviar mensagens para o passado, ou criar as famosas dobras espaciais.
A teoria da super simetria afirma que cada partícula do universo tem uma partícula oposta gêmea, conhecida como partícula super simétrica ou s-partícula. Então, para cada quark, há um s-quark em perfeita simetria com ele.
Para cada fóton, um fotino. O mesmo ocorreria com todas as 61 partículas elementares conhecidas. Na física de partículas, partículas mais pesadas decaem mais rapidamente que as partículas leves. Se uma partícula for pesada o suficiente, ela se desfaz praticamente no mesmo instante em que é criada.
Assumindo então que as s-partículas sejam incrivelmente pesadas, elas se desfariam em um piscar de olhos, enquanto suas superparceiras, as partículas que observamos na natureza, continuam a existir. Isto também explicaria por que há tanta matéria escura, pois as s-partículas poderiam compor a matéria escura e existir em um campo que é, até agora, não observável.
Antipartículas
A matéria é feita de partículas e a antimatéria, de antipartículas. As antipartículas têm a mesma massa de partículas normais, mas carga e momento angular (spin) opostos. Parece com a teoria da supersimetria, mas diferente das partículas, as antipartículas se comportam exatamente como as partículas, inclusive formando anti-elementos, como o anti-hidrogênio. Basicamente, toda a matéria tem sua antimatéria correspondente.
Há bastante matéria visível, mas a antimatéria não aparece em lugar nenhum, exceto no Grande Colisor de Hádrons.Por padrão, toda a antimatéria e matéria teriam surgido juntas. Uma teoria afirma que existem outras partes do universo dominadas pela antimatéria. Tudo que podemos ver, mesmo as estrelas mais distantes, é composto de matéria. Mas o nosso universo visível pode ser apenas uma pequena seção do universo, e os planetas, estrelas e galáxias de antimatéria estariam em uma parte diferente deste universo.
....CONTINUA NO TOMO II
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