5 grandes perguntas para as quais a ciência ainda não tem uma resposta - É possível unificar as leis da física?

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5 - É possível unificar as leis da física?

Para Charles Seife, da revista especializada “Science”, o Modelo Padrão da física de partículas é um poema inacabado. 

“A maioria das peças está lá e, mesmo inacabada, é sem dúvida a obra mais brilhante na literatura da física. Com grande precisão, descreve toda a matéria conhecida, incluindo todas as partículas subatômicas, como quarks e léptons, bem como as forças por meio das quais as partículas interagem umas com as outras”, diz.

As forças a que se refere são o eletromagnetismo, que descreve como objetos carregados sentem a influência de outros; a força fraca, que explica como as partículas podem mudar suas identidades; e a força forte, que descreve como quarks se unem para formar prótons e outras partículas compostas.
O problema é que algumas dessas peças que fazem parte do grande quebra-cabeça da física estão faltando – e algumas presentes não se encaixam muito bem. É o caso da gravidade, por exemplo.
Essas diferenças, entretanto, podem ser superficiais. O eletromagnetismo e a força fraca parecem muito diferentes entre si. Entretanto, ainda na década de 1960, os físicos mostraram que, em altas temperaturas, essas duas forças se “unificam”.
Torna-se evidente que o eletromagnetismo e a força fraca são realmente a mesma coisa, assim como fica óbvio que o gelo e água em estado líquido são a mesma substância se você aquecê-los juntos. Essa conexão deu aos físicos a esperança de que a força forte também pudesse ser unificada com as outras duas forças, produzindo uma grande teoria – um dos grandes mistérios da física atualmente.
Uma teoria unificada deve ter consequências observáveis. Por exemplo, se a força forte de fato é a mesma que a força eletrofraca, então os prótons podem não ser verdadeiramente estáveis, uma vez que, a longo prazo, eles devem decair espontaneamente.
Apesar de muitas pesquisas, ninguém observou, até hoje, o decaimento de um próton – assim como ninguém jamais avistou quaisquer partículas previstas por algumas modificações de melhoria do modelo padrão, como a supersimetria. Pior ainda, mesmo uma teoria unificada não estaria realmente completa – a não ser que ignorasse a gravidade.

A gravidade é uma força problemática. A teoria que a descreve, a da relatividade geral, presume que o espaço e o tempo são suaves e contínuos, enquanto a física quântica que rege as partículas subatômicas e as forças é inerentemente descontínua e agitada.

“A gravidade se confronta tão fortemente com a teoria quântica que ninguém ainda foi capaz de elaborar uma maneira convincente de construir uma teoria única, que inclui todas as partículas, as forças forte e eletrofraca e a gravidade – tudo em um grande e uniforme pacote”, conta Seife. 

No entanto, os físicos possuem, sim, algumas pistas. Talvez a mais promissora seja a teoria das supercordas.
Essa teoria tem um grande número de seguidores porque fornece uma maneira de unificar diversos elementos da física em uma teoria maior, com uma única simetria. Por outro lado, exige um universo com 10 ou 11 dimensões, montes de partículas ainda não detectadas, além de muita bagagem intelectual que nunca poderá ser verificada.
Podem existir dezenas de teorias unificadas, das quais apenas uma é correta, mas os cientistas jamais terão meios para determinar qual. Ou talvez a luta para unificar todas as forças e partículas seja em vão.
Nesse meio tempo, os físicos continuam a procurar o decaimento de prótons, bem como ainda buscam partículas supersimétricas no acelerador de partículas subterrâneo, o “Grande Colisor de Hádrons”, em Genebra, na Suíça. Ou seja, ainda esperam que, um dia, seja possível terminar o poema e encaixar todas as peças desse misterioso quebra-cabeça. 
Fonte: hypescience