Page 121

quadridimensional e a uma modificação correspondente das equações newtonianas. A teoria especial da relatividade, então, foi aplicada (em 1927) em quadros de referência arbitrários na teoria geral da relatividade, a qual se baseia na noção revolucionária de que os campos gravitacionais podem ser explicados geometricamente como resultando de uma “curvatura”, não do espaço tridimensional, agora descartado, mas do espaço-tempo quadridimensional. Em termos breves, mas compreensíveis intuitivamente, Hawking nos conduz através desse desenvolvimento, exposição que conclui com a alegação de que a relatividade einsteiniana (incluindo a teoria geral), nesse entremeio, foi confirmada por uma gama de experimentos que vão desde medições feitas por relógios atômicos instalados em aviões que circulam a Terra até dados oriundos de satélites GPS que supostamente detectam efeitos “gravitacionais”. “A tecnologia moderna”, Hawking nos informa, “é sensível o bastante para que possamos realizar muitos testes delicados acerca da relatividade geral, e ela passou em cada um deles” (102). A visão de Hawking quanto à física, porém, difere radicalmente da visão de Einstein; como a teoria maxwelliana que substituiu, a física einsteiniana também não é a mais atual: “Embora ambas tenham revolucionado a física, a teoria de Maxwell sobre o eletromagnetismo e a teoria de Einstein sobre a gravidade − a relatividade geral − são, ambas, assim como a física de Newton, teorias clássicas. Isto é, tratam-se de modelos em que o universo tem uma única história. Conforme vimos no último capítulo, nos níveis atômico e subatômico, esses modelos não estão de acordo com as observações” (103). O que é necessário, afirma Hawking, é uma teoria quântica que não abarque apenas a mecânica newtoniana, mas também a teoria eletromagnética de Maxwell e a teoria gravitacional de Einstein. Para ser preciso, há quatro forças básicas da natureza: a gravidade, o eletromagnetismo e as forças nucleares fortes e fracas. Ora, a mecânica quântica, segundo concebida originalmente (por volta de 1925), era essencialmente uma teoria da matéria: isto é, das partículas de massa, como prótons, nêutrons e elétrons. O que falta agora, para completar o quadro, é uma teoria quântica em que não apenas a matéria, mas também os campos de força sejam “quantizados”, isto é, tratados de um ponto de vista teórico quântico. É aí que entram em cena as teorias quânticas de campo; como explica Hawking, “nas teorias quânticas de campo, os campos de força são concebidos como compostos de várias partículas elementares chamadas bósons, que são partículas veiculadoras de força que vão e vêm entre as partículas de matéria, transmitindo as forças. Essas partículas de matéria são chamadas férmions” (104). O primeiro campo a ser quantizado com sucesso foi o eletromagnético, resultando na eletrodinâmica quântica ou EDQ, uma teoria desenvolvida, na década de 40, sob a tutela de Feynman. Assim, o primeiro bóson a ser descoberto foi o fóton: “De acordo com a EDQ, todas as interações entre partículas carregadas − partículas que sentem a força eletromagnética − são descritas em função de uma troca de fótons” (105). E podemos acrescentar que a EDQ está entre as teorias físicas mais espetacularmente precisas já criadas. Antes de passar ao próximo feito de quantização de campo, Hawking comenta duas brilhantes concepções, ambas introduzidas por Feynman, que tornam possível essa quantização. A primeira diz respeito aos “diagramas de Feynman”, os quais permitem calcular as supramencionadas “integrais sobre histórias” que entram no formalismo das teorias quânticas de campo, diagramas esses que Hawking considera “uma das ferramentas mais importantes da física moderna”. Um segundo obstáculo que precisava ser superado era o temeroso fato de que “quando somamos as contribuições do número infinito de diferentes histórias, obtemos um resultado infinito” (107). E é aí que entra em

Ciencia e mito wolfgang smith  

Ciencia

Ciencia e mito wolfgang smith  

Ciencia

Advertisement