6 mistérios da Física que ainda não foram resolvidos

De acordo com as lendas que circulam pelo meio científico, o físico britânico Lord Kelvin teria dito, em 1900, que não havia mais nada para ser descoberto pela Física naquela época e que, a partir de então, a ciência só poderia ser aperfeiçoada, com medições cada vez mais precisas. Porém, bastaram algumas décadas para que a declaração de Kelvin fosse refutada.

Durante a primeira metade do século XX, os alicerces da Física Quântica começaram a ser construídos por nomes de peso, como Einstein, Planck, Bohr e Heinsenberg. Depois disso, ninguém se arriscou a repetir que já sabemos tudo sobre o universo. E, cada vez mais, avanços científicos abrem áreas novas, que precisam ser entendidas.

Quer uma prova? Pois então vamos a alguns mistérios que ainda não são completamente compreendidos pela ciência.

1. Energia escura e o nosso universo

Mesmo que a gravidade empurre tudo para o centro do nosso universo, ele continua se expandindo. Para explicar isso, astrofísicos sugeriram a presença de uma energia invisível e que se contrapõe à força da gravidade.

Conhecida como energia escura, essa constante cosmológica é tida como uma propriedade inerente do próprio espaço. À medida que o espaço se expande, mais espaço é criado e, consequentemente, mais energia escura.

E não é só isso. Com base nas observações da taxa de expansão do universo, cientistas estimam que mais de 70% do universo é composto por energia escura. Entretanto, ninguém sabe como constatar de fato a presença dessa energia.

2. Matéria escura compõe 84% do universo

Mais uma curiosidade sobre o nosso universo: 84% da matéria presente em nosso universo não emite e sequer absorve luz. A matéria escura, como é chamada, não pode ser vista diretamente e ainda não pôde ser detectada de maneira indireta. Porém, cientistas acreditam na existência dessa matéria graças aos efeitos gravitacionais que atuam na radiação e estrutura do universo, além da matéria visível.

Matéria escura, em azul, circulando a Via Láctea (Fonte da imagem: ESO/L. Calçada)

Acredita-se que esse tipo de matéria seja composta por partículas conhecidas como WIMPs, acrônimo que significa “Weakly Interacting Massive Particles”, ou seja, “Partículas Massivas de Interação Fraca”, em tradução livre. Porém, até o momento, nenhuma dessas partículas foi detectada.

3. Existem universos paralelos?

Expansão e criação de novos universos: o X vermelho indica o fim da inflação (Fonte da imagem: Starts With a Bang)

E como se já não tivéssemos problemas suficientes aqui na Terra, cientistas surgiram com o conceito de multiverso, ou seja, diversos universos paralelos coexistindo sem que um tenha contato com o outro. Se quiser saber mais sobre uma das teorias que corroboram essa ideia, leia o artigo “Universos paralelos: afinal, que piração é essa?”.

4. Por que tem mais matéria do que antimatéria?

Essa é uma das perguntas cuja resposta está longe de ser respondida. Sabemos que, quando uma partícula de matéria se encontra com sua contraparte, as duas desaparecem. Entretanto, muitos acreditam que, durante o Big Bang, a mesma quantidade de matéria e antimatéria foi formada.

Mas se isso realmente acontecesse, prótons teriam sido aniquilados com antiprótons, nêutrons com antinêutrons e assim por diante. O universo não teria sido criado e você não estaria aqui, lendo este artigo. Por isso, há a especulação de que exista muito mais matéria do que antimatéria no universo. Mas, se isso for verdade, ninguém sabe explicar como ou por que tudo aconteceu dessa forma.

5. O destino do universo

O universo está em expansão. Mas esse processo terá um fim? Bem, existem algumas respostas para essa possibilidade e, basicamente, ela depende de uma variável cujo valor é desconhecido: a medida da densidade de matéria e energia no espaço. Com base nisso seria possível estipular, com clareza, a forma do universo.

Energia escura pode definir o futuro do universo (Fonte da imagem: NASA)

O universo pode ser fechado, como a forma de uma esfera e, caso não haja a tal energia escura, ele eventualmente começará a encolher novamente, num processo inverso ao do Big Bang e conhecido como Big Crunch. Caso a energia escura exista de fato, esse universo esférico se expandirá eternamente.

De maneira alternativa, pode ser que o universo seja curvo e aberto, como a superfície de uma sela para montar cavalos. Se esse for o caso, o universo pode estar caminhando para dois processos conhecidos como Big Freeze e Big Rip, ou seja, primeiro, a aceleração do universo fará com que ele acabe desfazendo galáxias e estrelas, deixando matéria fria e abandonada. Depois, a aceleração cresceria tanto que poderia até mesmo superar a força que mantém os elementos de um átomo em seus devidos lugares, destruindo-o completamente.

Linha do tempo do nosso universo, desde o seu surgimento (Fonte da imagem: NASA)

Para finalizar, o universo pode ter uma estrutura planar, de maneira similar a uma mesa que se expande para todas as direções. Caso a energia escura não exista nesse modelo, o universo reduziria a aceleração de sua expansão aos poucos, até parar completamente. Mas se a energia escura existir, tudo terminaria sendo destruído com o Big Rip.

6. Medições destroem ondas quânticas

O mundo subatômico é estranho. As leis da Física são outras e tudo se comporta de maneira bastante esquisita para os nossos padrões. Para começar, as partículas não se comportam como pequenas esferas, mas como ondas que ocupam certa área. Sendo assim, propriedades como localização e velocidade de uma partícula são medidas em probabilidades, um intervalo de valor que a partícula pode ocupar.

Porém, o inesperado acontece quando alguém tenta medir com exatidão uma de suas propriedades: a partícula deixa de ser uma função de onda e passa a ter uma só localização ou velocidade, por exemplo. Mas como e por que essa onda se desfaz, ninguém sabe.

Fonte: Life’s Little Mysteries

*Publicado originalmente em 05/07/2012.