1D: Universo primitivo pode ter sido uma linha contínua de energia

Por , em 28.04.2011

Sendo que nosso universo hoje é visto em 3D, o que tem de errado em imaginar que ele começou com apenas 1D?

Essa ideia simples surgiu recentemente. A teoria propõe que o universo primitivo era uma linha unidimensional. Não uma esfera prestes a explodir, não uma bola caótica de fogo; apenas uma linha simples de pura energia.

Com o tempo, essa linha cresceu, cruzou-se mais e mais, gradativamente formando um tecido firmemente entrelaçado que, a grandes distâncias, pareceu como um plano 2D. Mais tempo se passou e o universo se expandiu mais ainda, criando uma teia: o universo 3D que vemos hoje.

Nos últimos 30 anos, os físicos criaram as teorias mais complicadas do início do universo, através da introdução de mais partículas, mais dimensões, etc. Houve quem preferisse ir pelo caminho contrário: o simples.

Se estiver correto, o novo conceito, chamado “dimensões desaparecidas”, promete fazer a ponte entre a mecânica quântica, a física do muito pequeno, e a relatividade geral, a física do espaço-tempo. Ele também daria sentido às propriedades de uma partícula elementar hipotética chamada Bóson de Higgs. E o melhor de tudo, faria tudo isso com elegante simplicidade.

Segundo a teoria, nos primeiros trilionésimos de segundo após o Big Bang, até o momento em que o universo esfriou a uma temperatura média de 100 tera elétron-volts (TeV é na verdade uma medida de energia, mas energia e temperatura correspondem), ele era uma linha 1D.

Em 1D, há um novo senso de unificação; as coisas ficam muito mais simples. As propriedades que distinguem as diferentes partículas não existem, assim tudo se torna igual. Não há rotação. Tudo que existe é para frente e para trás, e energia em movimento em qualquer direção.

Conforme o tempo passa, a sequência 1D evolui, cruzando-se muitas vezes para construir um “tecido”. A segunda dimensão é construída e, mais tarde, a terceira, da mesma forma que uma folha pode ser dobrada para fazer um livro.

O problema da teoria é que os pesquisadores ainda não identificaram o mecanismo que faz com que o universo evolua com o passar do tempo. É necessário explicar o que causou a evolução a partir de energias diferentes. É preciso um modelo que comece com uma sequência de caracteres e crie dimensões maiores à medida que evolui no tempo para criar o espaço-tempo que vemos hoje.

Ao contrário da teoria das cordas, um conceito semelhante que descreve a arquitetura do universo, o novo conceito pode ser verificado através de experimentação: os pesquisadores já expuseram uma experiência destinada a testar se o universo primitivo era realmente unidimensional.

O experimento envolve ondas gravitacionais – oscilações fracas que podem derivar dos objetos maciços e viajar através do espaço-tempo. Ondas de gravidade nunca foram detectadas, mas a sua existência é prevista pelo modelo padrão da física de partículas, e os físicos esperam observá-las durante a próxima década através de uma rede de satélites no espaço.

As ondas de gravidade criam uma “assinatura de energia” dos objetos a partir do qual são criadas. Se os pesquisadores estiverem certos, então não deveriam existir ondas gravitacionais antes do universo tornar-se tridimensional.

Ondas de gravidade não viajam em menos de três dimensões espaciais. Se a proposta estiver correta, a mudança para 2D e 3D aconteceu quando a energia do universo esfriou a 1 TeV. Isso aconteceu um trilionésimo de segundo após o Big Bang. Depois disso, as ondas de gravidade começaram a ser produzidas. A ausência de ondas de gravidade em energias maiores que 1 TeV daria peso a essa teoria.

Quando futuros satélites medirem a frequência (e energias correspondentes) de ondas de gravidade, deve haver um corte de frequência, que corresponde à transição de 2D e 3D. Mas alguns físicos contestam essa premissa, dizendo que ondas de gravidade irão de qualquer forma cortar acima de uma determinada frequência. Segundo eles, não há radiação gravitacional em todas as frequências, o que não quer dizer que a teoria esteja certa.

Antes de qualquer experimento, a comunidade científica prefere que a ideia interessante seja esclarecida – o que exatamente se entende por “dimensões desaparecidas”? Sem um modelo concreto, matematicamente bem definido, de como as dimensões vão desaparecer, não se pode dizer muito.

Ainda assim, pode já haver um indício de prova a favor da hipótese das “dimensões desaparecidas”. Quando os raios cósmicos colidem com partículas na atmosfera, isso cria uma chuva de outras partículas, que parece um cone. E um corte transversal do cone parece um círculo.

A colisão de raios cósmicos mais energética é plana, o que significa que ela acontece em 2D em vez de 3D. As dimensões parecem desaparecer em colisões de partículas que são tão enérgicas quanto o início do universo. Em duas dimensões, um raio cósmico atinge uma partícula e, em seguida, cria uma chuva de partículas que viajam em um círculo. Uma fatia do círculo parece uma linha.

Experiências no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês) devem ser capazes de detectar energias altas o suficiente para observar essa colisão 2D. Se isso acontecer, a teoria das “dimensões desaparecidas” vai ganhar mais atenção, e uma nova imagem do universo pode surgir. [LifesLittleMysteries]

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26 comentários

  • Lokman:

    Quando perdemos a seriedade,perdemos a razão da vida.

  • Campos:

    O universo de ser mais simples do que imaginamos. Ele parece complicado,por causa da teoria do big bang. Esta teoria complicou demais o raciocínio lógico e para tentar manter esta teoria, surgiram explicações malucas, sem nexo e até com 11 dimensões. Temos que pensar em outra teoria que mostre um universo bem simples, muito lógico e fácil de entender. Um exempo disto são os blogs: “www.bigbangneverhappened.org” e “Olhando o Universo”.

  • leonardo:

    Uma vez uma pessoa me disse que quando morremos todas as perguntas são respondidas.

    • Washington:

      Mas a graça é descobrir ainda vivo! ;P

  • TrueLogic:

    Acho que a chave para desvendar os segredos que tomam nosso universo é estudar a origem de cada movimento de energia do universo.

    Ex: o que move a gravidade, o que move a energia escura, antimatéria e as “coisas” que movem os responsáveis por cada movimento.

  • TrueLogic:

    Movimentos são infinitos, não são criados nem desfeitos

    ex: O chute em uma bola de futebol, requer o movimento da perna, que requer energia e reflexos nervosos, vindos do sistema nervoso cerebral, essa descarga de energia requer um movimento dos componentes da região no cérebro de onde ela provém, para o movimento desses componentes é necessário outro movimento, gerado em regiões complexas de nosso cérebro que também necessitam de movimentos vindos de outra parte e assim sucessivamente.

    Ou seja um movimento depende de outro.

  • M.G.M.:

    É. Para propor tanta besteira, essa tal de Natasha( que escreveu o artigo) só pederia mesmo ser corintiana. Tudo, tudo está (o que escreveu) sem sentido, sem raciocínio lógico. Juntou alguns conceitos e teorias de almanaques e folhetins, com sua imaginaçao primária e sem procedêncica e… Buuuuu…..

  • Cerebro que nao caiu para fora:

    Nossa, que texto horrível. Reprova por favor em Jornalismo. Imagina essa moça escrevendo para jornal, que desastre. Esse texto não passa nem mesmo numa redação para vestibular.

    “Essa ideia simples surgiu recentemente. ..”

    Quem propos? Recentemente quando? Onde? Qual a recepção de outros profissionais?

    “A teoria propõe que o universo primitivo era uma linha unidimensional. Não uma esfera prestes a explodir, não uma bola caótica de fogo;”

    O modelo do Big Bang não é nenhuma das outras opções tampouco. O modelo do Big Bang não diz que o universo era uma esfera que explodiu, nem uma bola de fogo. Até porque no modelo do Big Bang plano, o volume do universo é infinito.

    ” apenas uma linha simples de pura energia.”

    Isso não faz o menor sentido. Combinação de palavras que juntas não dizem nada. Reprovou em Jornalismo e em Física também. Energia é uma propriedade cinemática, associada a posição e velocidade de uma partícula, ou aos valores e variações espaço-temporais de um campo (como a energia do campo eletromagnético). Não faz sentido dizer que uma linha era “pura energia”. Uma linha geométrica naturalmente não pode ter energia associada a ela. Era uma linha com velocidade e posição relativa a um sistema de referencia? Era velocidade e posição de partículas que existem nessa linha?

    “o novo conceito, …, promete fazer a ponte entre a mecânica quântica… e a relatividade geral… Ele também daria sentido às propriedades de uma partícula elementar hipotética chamada Bóson de Higgs. E o melhor de tudo, faria tudo isso com elegante simplicidade.”

    Quem disse isso? Você concluiu isso sozinha? Quem são os cientistas que dizem isso? Qual o raciocínio para dizer isso?

    “… os pesquisadores ainda não identificaram..”

    Quem são esses pesquisadores? Quais os artigos publicados? Que instituições eles trabalham?

  • MAURO:

    Esse tal de Pensador, tem algumas idéias meio malucas, como as minhas. Se existe o nada, existe alguma coisa. E se tudo parte do nada… Nada nos resta à fazer, senão meditar, medita,medit, medi, med, me, m …

  • MAURO:

    Blá,blá, blá… Teorias, teorias … Tudo baboseiras. Universo primitivo? E ANTES DISSO? E para crescer, para se espandir, para se movimentar, é preciso energia.É preciso espaço. De onde veio? Então o espaço já existia? E esta energia para espandir, movimentar, etc… já existia??? Estava “escondida”? Ah! não havia nada!? Mas se existia “nada”, existia alguma coisa. E daí a pergunta: O que veio antes: o Universo ou espaço em que se”fêz” o Universo? Ou o “nada” que fez o espaço para se fazer o Universo? Sem espaço, “entre quatro paredes” o Universo não se espandiria. Nem teria “surgido”! Vamos siplificar tudo e esquecer essas idiotices, esta teorias. O Universo “sempre” exitiu. Simples, não?

  • TrueLogic:

    Quanto mais respostas da ciência mais perguntas da humanidade.

    Não que isso seja ruim…

  • Vitor:

    Einstei dizia que o Universo,galáxias,etc estava em expanção. Mas Hubble demonstro que o ESPAÇO é que se expandia. Einstei admitiu o erro. O “vazio” existe,chama-se: espaço. Se não houver espaço o universo não pode se expandir. O “nada” em termos astronômicos é o “tudo”!!

    • Jean P. Carvalho:

      Correto. No caso aí vc está falando do astrônomo Edwin Hubble, não? Pois Einstein morreu em 1955, e o telescópio espacial Hubble só foi lançado em 1990…

  • Vitor:

    Simmmm man!!! Olhando mais de perto ainda vejo a Ilha de Lost, Fringie e o Dr. von Pato.
    Se seguir adiante,veja…o Donald e seus sobrinhos…e o que eu mais temia, no fim dos tempos e das dimensões, a cara do Pateta!!! Naãããããooooooo!!! morri

    • @AtomicBlue:

      Eu me pergunto quem são essas pessoas que lêem e comentam esse tipo de coisa no site… Que idioice e estupidez extremas são essas? Usar um campo tão importante que te dispõe comentar sobre um assunto relevante, pra falar nonsense só porque… porque não entendeu a matéria? Porque foi grande demais pra seu conhecimento?

      Deve ser um hábito do ser humano mesmo. Criar nonsense sempre que não entende algo gigante demais pra sua mente. A história da humanidade revela isso…

  • EERA:

    É isso que me dá medo, olhem a imagem ilustrada. E também as imagens da NASA, tudo indica que estamos caminhando para a escuridão. As galáxias são como velas em algum momento elas irão se apagar. Se existiu mesmo o big-bang não seria justo entender seu ponto de origem para saber como ela se formou, e pensar como recria-lo. Talvez o universo atual já não teria sido recriado? Quem sabe! Se chegarmos a um estado como esse seguindo o passo lento da humanidade, passo a ter pena das pessoas ou seres que habitarão o universo nesse futuro incerto.

  • José Calasans:

    Analisando tudo isso,eu fico me perguntando,antes da tal grande explosão existia o quê? nosso universo está contido em alguma coisa?que coisa é essa e ela tá em que?.Responda que souber,se é que existe alguém que saiba.

    • Marte:

      José, isso é um exercício de abstração.
      A sua primeira pergunta é “fácil” de responder: antes da grande explosão não havia nada. O problema para nós mortais é esse, imaginar o nada, mas parece que foi por aí mesmo.

      A segunda e a terceira pergunta estão amarradas na primeira resposta. O universo está contido nele mesmo, porque fora dele ainda deve existir o nada – se é que o nada pode existir –, e que a cada instante é preenchido pelo universo em expansão.

      Vou abrir um parenteses: outro dia encontrei um pequeno inseto preso num grande recipiente de vidro. Para aquele bicho o universo estaria compreendido ali, naquele vidro. Deixando aberta a tampa do recipiente, torci para que ele compreendesse que o universo era muito maior do que ele imaginava: mas tolice, mesmo que tivesse raciocínio, um universo além do que ele acreditava existir pareceria absurdo e ele não conseguiria ir para um mundo muito maior que aquele onde ele vivia, pela sua simples condição de inseto, pelas limitações de ser inseto. O nosso mundo para ele não existiria, porque ele não teria como enxergar essa outra grandeza. É uma coisa completamente diferente da realidade em que ele acreditava. O mundo macro onde eu e você vivemos estava fora da compreensão dele. Fecha parenteses.

      E como isso tudo que foi dito é um exercício de abstração, pode ser uma coisa completamente diferente. O importante é continuar mantendo as indagações, até o dia em nós encontraremos a verdade absoluta.

    • Pensador®:

      O nada nunca existiu. O nada não existe.

      “O vazio seria um espaço em que não houvesse nem matéria, nem campo e nem radiação. Mas no vazio haveria ainda o espaço, isto é, a capacidade de caber algo, sem que houvesse. No universo não existe vazio, pois todo o espaço, mesmo que não contenha matéria, é preenchido por campos gravitacionais e pela radiação que o atravessa, de qualquer espécie. Mas ainda que o vazio existisse no universo, não poderia ser o nada.

      O nada não pode ser um espaço a ser preenchido. Em realidade, não pode nem mesmo ser um lugar ou dimensão onde a noção de tempo seja válida. No nada não pode existir o tempo, nem o tempo curto nem o longo. No nada não existe a noção de seqüência de eventos, e ainda que fosse um lugar a espera de ser preenchido, o evento do preenchimento nunca ocorreria, pois demanda que exista o tempo.

      Nesse sentido, o nada se assemelha a noção de eternidade dos orientais. Porém, mesmo assim o nada não pode ser a eternidade, pois na eternidade residem as essências das coisas. Ainda que tais essências sejam totalmente imateriais e metafísicas, ainda assim seriam algo, e não nada. O nada não pode ser uma essência, ou idéia, ou conceito, ou pensamento… Nada existe no nada. Nada pode ter algum tempo existido no nada.”

    • @AtomicBlue:

      Vocês já viram um estudo (que, se não me engano, foi publicado na Science) que dizia mais ou menos isso: “Aproximando” o universo em grande escala, como dando um zoom gigantesco³, é como se existisse um grande branco, exatamente como acontece com a imagens de computador; como pixels únicos. O estudo, muito ousado, dizia que nossos corpos são projeções de consciências que estariam em outro lugar. Era algo parecido com isso. É um estudo que cruza informações da física quântica, se não me engano. É recente. Procurem na internet (acho que a INFO publicou matéria online sobre).

      Abraços, desejo o máximo de esclarecimentos possível nas pesquisas – e que a ciência continue encontrando mais respostas.

  • Alberto Carvalhal Campos:

    E se não aconteceu o big bang? E se o universo não se expande?
    Tudo isto é perfeitamente possível. Basta ler o blog “olhando o universo” que teremos uma outra consepção do universo.

  • PredadorXD:

    Precisamos de um novo Eistein para resolver esse problema.

  • Vitor:

    Todas as teorias vindas de pessoas sérias devem ser analisadas.
    Se o LHC pode estudar em 2D,pode ser que algo surpreendente apareça.

  • Tendrilion:

    E de onde surgiu a linha de energia descrita na teoria? E de onde surgiu a esfera de energia do Big-Bang? E o que tinha ANTES do Big-Bang?
    Perguntas que também acho que nunca saberemos.

  • Balacobaco:

    A verdade está com jesus.

  • Pensador®:

    Interessante. Mas é apenas mais uma teoria. A verdade, acho que nunca saberemos.

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