Viagem ao centro… da matéria

Episódio da série The Simpsons onde Homer entra atrás do armário para se esconder de suas cunhadas e acaba entrando para um mundo digital em terceira dimensão (Matt Groening/Imagem da internet)

Provavelmente, todos já se perguntaram alguma vez de que são feitas todas as coisas no universo. Hoje em dia, sabemos que as menores estruturas que nos dão forma são os átomos. Muitos também sabem que um átomo é formado por um núcleo e camadas de elétrons, e que o núcleo é composto por prótons e nêutrons. Sabe-se também que prótons e nêutrons são compostos de partículas extremamente pequenas chamadas quarks, que há vários tipos de quarks e outras partículas subatômicas. Uma das menores partículas conhecidas hoje são os neutrinos, tão extremamente pequenos que alguns físicos dizem que eles não têm qualquer massa. Milhares destas partículas que provém do sol atravessam nossos corpos cada dia como se não existissem, passando sem problemas pelos grandes espaços que existem entre as partículas que constituem nossos átomos.

Mas fazer uma viagem até o diminuto é como entrar no reino do desconhecido. Mesmo os cientistas da física quântica se sentem intrigados a respeito do mundo do diminuto. Desde que Demócrito propôs em 400 anos a.C. a existência de partículas indivisíveis chamadas átomos, o homem foi lançado na corrida para descobrir a existência de partículas menores que compõem a matéria, os blocos de construção do universo. E assim, no século passado, não só se descobriu a estrutura interna do átomo, mas também se conseguiu dividi-lo em partículas mais fundamentais.

Mas quando se pensou que os prótons, nêutrons e elétrons eram as últimas partículas do universo, começou-se a teorizar e descobrir a existência de uma grande comunidade de partículas ainda menores. A verdade é que até este momento não há nenhum instrumento capaz de mostrar a aparência real destes diminutos blocos fundamentais. A pergunta que vem depois de anos de pesquisa neste campo da ciência é qual é a partícula mais fundamental da matéria? Conseguimos com o quark chegar ao final da busca da pedra angular da matéria?

Uma das teorias mais modernas do campo quântico nos propõe que ainda há mais um degrau para subir: a Teoria das Supercordas. Segundo os físicos “supercordistas”, as partículas como os neutrinos, os diferentes tipos de quarks, mésons, léptons, bósons, e muitos destes outros desconhecidos pelas pessoas comuns, seriam a manifestação observável de minúsculas cordas, de uma pequenez inimaginável.

A Teoria das Supercordas (TS) propôs que estas esferas subatômicas estariam vibrando constantemente e as diferentes formas de vibração se manifestariam diante dos olhos de um observador como partículas diferentes. Neste ponto, nossa exploração no mundo do diminuto se tornou muito difícil de imaginar; as cordas fundamentais propostas pela TS teriam um diâmetro de cerca de um milionésimo de um bilionésimo de uma bilionésima parte de centímetro. Para o mundo em que nos movemos todos os dias, podemos dizer com segurança que estas sequências não ocupam volume no espaço. Mas ao não ocupar volume, teríamos um incrível paradoxo da matéria… não existiria! Ainda mais sabendo que a maioria do volume de um átomo consiste de vazio. Para dar uma ideia aproximada, se pudéssemos ampliar um átomo de modo que ele tivesse um diâmetro de 200 metros (duas quadras), o núcleo pareceria como um grão de areia e a nuvem de elétrons, quase imperceptível, giraria em torno do núcleo a um quarteirão de distância ao redor. Este vazio atômico é muito difícil de conceber em nossas mentes. Mas o paradoxo da falta de matéria não é assim. Embora a matéria “sólida” ocupe um lugar ínfimo no universo, ainda assim, a matéria existe. Naturalmente, em um estado muito diferente do que vemos com nossos olhos humanos. A matéria não se encontra no estado em que a vemos, mas sim é igual a areia em constante movimento.

O famoso astrônomo Carl Sagan descreve em um fragmento em seu livro “Cosmos” uma antiga teoria hindu que ele qualifica como “atraente”: não existe uma última camada de matéria para o diminuto ou o grande, se pudéssemos reduzir-nos até um tamanho consideravelmente pequeno, entraríamos numa manifestação de um universo igualmente pequeno, com as pessoas, montanhas e rios de tamanho inconcebível. Por sua vez, as partículas fundamentais deste universo pequeno seriam a manifestação de um universo ainda menor, e assim por diante. Estas ideias inconcebíveis escapam do âmbito da ciência moderna. O lendário “Buda” da Índia expôs uma vez que em um grão de areia havia três mil mundos. E dentro de cada um dos três mil mundos, havia grãos de areia que continham três mil mundos. A antiga filosofia chinesa tem exposições similares. Qual é a verdade por trás destes argumentos?

Muito provavelmente, o homem está distante dos blocos fundamentais. Com menos esperança professam os que afirmam que a escada em direção ao diminuto é infinita. Mas, mesmo nesta última teoria, poderíamos imaginar as surpresas que podemos encontrar no nosso caminho para o infinito. Pessoas pequenas? Partículas de natureza extremamente diferentes daquelas que conhecemos? Talvez ao fim do nosso passeio seja uma “sopa” ultramicroquântica, composta por partículas inimaginavelmente pequenas. Uma espécie de água originária de todas as demais partículas. O universo poderia ser preenchido com esta “água”. Pelo menos, a chamada matéria “escura” que compõe mais de 90% do nosso universo permanece um enigma para os astrofísicos modernos, que apesar de não poderem vê-la, podem apreciar a força impressionante que influencia as galáxias. “Tudo o que vemos neste mundo está num estado ilusório” é um velho conceito budista. Talvez esta premissa possa trasladar-se infinitamente em direção a um estado mais e mais microcósmico. Ou talvez um dia, encontraremos a verdadeira água cósmica.

Epoch Times