Existem tantos candidatos.
Talvez o aspecto mais poderoso da física – e de fato talvez a coisa mais surpreendente sobre o cosmos como um todo – seja a universalidade das leis e teorias físicas.
Algumas equações escassas – pequenas o suficiente para caber na sua camiseta favorita – podem explicar uma variedade de fenômenos de uma extremidade do universo à outra, e desde os primeiros momentos do Big Bang até o futuro insondável. Vamos provar como a física moderna pode ser poderosa.
Jogos de gravidade
A teoria geral da relatividade de Albert Einstein é nossa teoria moderna de como a gravidade funciona: a matéria e a energia dobram o espaço-tempo e, por sua vez, a flexão do espaço-tempo diz à matéria como se mover. A matemática é um pouco complexa: é preciso um conjunto de 10 equações inter-relacionadas para descrever todo esse movimento de flexão, distorção e movimento. Mas essas equações contêm um poder enorme.
Por exemplo, no limite da gravidade fraca, as equações de Einstein reduzem-se às expressões mais familiares da gravidade newtoniana, que são usadas para explicar tudo, desde as trajetórias das bolas de beisebol lançadas às barragens hidrelétricas. Além da superfície da Terra, Einstein assume mais controle, onde as equações da relatividade são usadas para fornecer posicionamento preciso com o sistema GPS e prever com precisão as órbitas de todos os planetas.
Essas mesmas equações, sem uma única modificação, passam a feitos maiores, revelando a existência de buracos negros e seu funcionamento, o crescimento das maiores estruturas do universo, a presença de matéria escura nas galáxias e o próprio Big Bang.
Tudo isso a partir de um conjunto de 10 equações, abrangendo tanto o espaço cósmico quanto o tempo cósmico – de fato, mostrando que o universo tem uma idade finita em primeiro lugar.
Energias nucleares
Quando os físicos começaram a decifrar o código nuclear na década de 1940, eles não tinham idéia de que suas maquinações terminariam de desvendar um dos mistérios mais intrigantes da astronomia: como as estrelas funcionam. Antes desse período, os cientistas haviam tentado todo tipo de tentativa de conciliar a era da Terra, revelada pela geologia e pela paleontologia (bilhões de anos), com todas as formas físicas conhecidas de manter o sol queimando tão intensamente. Essas tentativas, em regra, fracassaram miseravelmente, com as melhores explicações alcançando apenas alguns milhões de anos.
Mas a física nuclear era um jogo totalmente novo, e uma vez que os físicos descobriram as condições necessárias para inflamar a fusão nuclear (ou seja, pressões, temperaturas e densidades incrivelmente altas), eles perceberam que essas condições nem sempre são feitas pelo homem (dentro da energia nuclear). bombas e reatores), mas podem ser encontrados na própria natureza: nos corações das estrelas.
A fusão nuclear de hidrogênio é como as estrelas se alimentam por bilhões de anos e as equações que os físicos usam para entender esse processo são exatamente as mesmas que elas usam para transformar reações nucleares em energia utilizável. Desde o menor dos átomos até a maior das estrelas, a física nuclear – uma relativamente nova no mundo da física – une o cosmos de uma maneira surpreendente.
Leis do movimento
Mas você não precisa usar equações esotéricas da relatividade ou cálculos complicados de reações nucleares para descobrir a universalidade da física. Pode ser tão simples e direto quanto, digamos, um acidente de carro.
Quando dois veículos colidem, as leis de conservação de energia e momento se aplicam: a quantidade total de energia e momento antes da colisão deve ser igual à quantidade total de energia e momento após a colisão. Usando essas declarações simples, os investigadores podem reconstruir a cena do acidente, descobrindo qual motorista estava com defeito e o que levou à colisão.
E carros não são a única coisa no universo que se junta.
Estrelas em colisão. Mesclando galáxias. Misturando nuvens de gás. É raro encontrar um artigo em astronomia ou física que não mencione, de alguma forma, a conservação de energia e momento. Os cientistas usam esses princípios para entender quase tudo no cosmos.
Por que essa nuvem de gás irradia energia? Conservação de energia e momento. Por que essa estrela de nêutrons está mudando sua velocidade de rotação? Conservação de energia e momento.
O que acontecerá quando essas galáxias colidirem? Conservação de energia e momento.
Na próxima vez em que sofrer um acidente de carro, pense um pouco sobre o momento e como ele se aplica em todo o universo, onde quer que você esteja.
Publicado em 13/07/2020 06h32
Artigo original:
Achou importante? Compartilhe!
Assine nossa newsletter e fique informado sobre Astrofísica, Biofísica, Geofísica e outras áreas. Preencha seu e-mail no espaço abaixo e clique em “OK”: