Infinito de Palavras

Há um século os cientistas vêm descobrindo novos aspectos da realidade e colocando de ponta-cabeça o universo que aprendemos a conhecer tanto como mecânico e previsível, quanto governado por leis rígidas e imutáveis. Einstein, com sua Teoria da Relatividade, e Planck, com seu estudo sobre o quantum,  são considerados os iniciadores,  ainda no alvorecer do século XX, dessa assombrosa mudança. Faça agora um passeio pelos principais pressupostos científicos da Física Quântica:

Teoria da Relatividade

A teoria desenvolvida pelo físico alemão Albert Einstein sustenta a noção de que não há movimentos absolutos no Universo, apenas relativos. Qualquer movimento é relativo a algum sistema de referência escolhido (para conveniência de quem está estudando o movimento). Sob essa perspectiva, o espaço e o tempo desaparecem como entidades independentes e são substituídos pelo conceito espaço-tempo. Einstein também definiu a inter-relação existente entre massa e energia, traduzida na equação: E = mc² ou Energia (E) é igual à massa (m), multiplicada pelo quadrado da luz  (c²).

Teoria Quântica

O físico alemão Max Planck é considerado o pai da teoria quântica. Seu objeto de estudo foi o mundo microscópico, dos elétrons e das partículas subatômicas, buscando encontrar resposta para uma pergunta em especial: se a matéria é feita de átomos, por que a energia não seria? Nasceu assim a Teoria do Quantum, que descreve a troca de energia entre corpos ou como os elétrons absorvem e emitem energia radiante. Segundo Planck, essa transmissão seria feita por saltos, na transição de uma órbita  para a outra, pois, ao absorver energia, o eletrón saltaria para uma órbita mais externa (conceito quantum) e, ao emiti-la, passaria para outra mais interna (conceito fóton).

Teoria da Dualidade: Partículas e Ondas

Por uma combinação muito simples da fórmula de Einstein, que relacionava massa e energia, com a de Planck, que relacionava frequência e energia, o físico francês De Broglie demonstrou que o elétron não era apenas uma partícula, mas uma forma de onda. A idéia de que a matéria não passava de um aspecto da energia e de que ambas eram interconvertíveis tornou-se mais evidente quando se pôde ver que partículas eram sempre semelhantes a ondas, e ondas sempre semelhantes a partículas. Massa e energia passaram a significar a mesma coisa.

Princípio da Onda Estacionária – um novo modelo de átomo

O físico austríaco Erwin Schrödinger acreditou que o modelo de átomo proposto pelo dinamarquês Niels Bohr podia ser modificado, levando-se em conta essas ondas. Elaborou, assim, a teoria segundo a qual o elétron não evoluía em torno de um núcleo, mas era apenas uma onda estacionária constante formada em torno dele.

Princípio das Probabilidades

O físico alemão Max Born percebeu que a função de onda deveria ser interpretada em termos de probabilidades. Quando os físicos experimentais medem a posição de um elétron, a probabilidade de encontrá-lo em uma região determinada depende da magnitude da função de onda nessa região. Essa interpretação concedia ao acaso um papel fundamental nas leis da natureza.

Princípio de Complementaridade

A representação de um elétron ao mesmo tempo como partícula e como onda levou o físico Niels Bohr a observar que um fenômeno pode ser encarado de duas maneiras que se excluem mutuamente, permanecendo válidas, em seus próprios termos, as duas maneiras de considerá-lo.

Princípio da Incerteza

Deve-se ao físico alemão Werner Karl Heisenberg a constatação de que é impossível fazer uma determinação exata e simultânea da posição e do momento (produto da massa pela velocidade) de qualquer corpo. Quanto mais exata for uma, mais falsa será a outra. Em consequência disso, caiu por terra a visão puramente determinística do astrônomo e matemático francês Laplace, que sustentava que toda a história do universo, passada e futura, podia ser calculada se a posição e a velocidade de cada uma de suas partículas fosse conhecida a qualquer instante do tempo.

Modernamente, com base em estudos cada vez mais aprofundados, essas descobertas estão ganhando contornos de Leis Quânticas. Veja as mais comentadas:

Superposition / Superposição

As partículas podem estar em vários lugares ao mesmo tempo.

Wave – Particle Duality / Dualidade Onda – Partícula

As partículas podem se comportar como ondas, espalhando-se no espaço e no tempo.

Entanglement / Entrelaçamento

As partículas podem estar interligadas a grandes distâncias.

Bose – Einstein Condensates / Condensados Bose – Einstein

As partículas podem estar unificadas em um grande estado (de energia/matéria), regidos por uma função de onda.

Colapso da função de onda

Aqui se revela o mais estranho comportamento dos elementos quânticos. Quando observados, os elétrons só apresentam a função ou o comportamento de partículas.  Como tenta explicar o professor de Física Amit Goswami, da Universidade de Oregon, EUA (no documentário “Quem Somos Nós” 2): “Quando não se está olhando, existem ondas de possibilidades. Quando se está olhando, existem partículas de experiência.”

Entenda o que era e o que está mudando, a partir das contribuições da Física Quântica ao nosso viver cotidiano:

Visão de mundo que

prevalece até hoje

• Materialista, mecanicista e determinística.
• Dividida: a Igreja fica com o invisível, o que é oculto: a Ciência, com o que é visível e, portanto, pode ser quantificado, medido e experimentado.
• Pré-determinada: os homens são como pequenas máquinas, operando em um universo mecânico e previsível, governado por leis rígidas e imutáveis.
• Símbolo da ordem do mundo: o relógio (de acordo com a compreensão determinística do astrônomo e matemático francês Laplace, ao sustentar que toda a história do universo, passada e futura, podia ser calculada se a posição e a velocidade de cada uma de suas partículas fosse conhecida a qualquer instante do tempo – tese derrotada pela Física Quântica, com o Princípio da Incerteza, formulado por Heisenberg).
• Frase que explica: A ordem é redundante.

Nova visão de mundo

• A matéria é apenas um aspecto da energia.
• Não há como separar o visível do invisível, uma vez que somos campos de energia operando em um campo de energia ainda maior.
• Nossa consciência, nossos pensamentos e intenções definem a realidade que queremos viver.
• Estamos todos interconectados em inúmeros sistemas superpostos, que se influenciam uns aos outros.
• A realidade é feita de tendências potenciais.
• O caos é aparente porque existem padrões de diferentes níveis de complexidade a “organizá-lo” (os fractais, por exemplo).
• Símbolo do caos do mundo: Efeito Borboleta (não se pode determinar a maioria dos sistemas por causa da chamada “dependência sensível das condições iniciais”. Usando como exemplo um sistema metereológico, uma pequena borboleta, batendo as asas na Amazônia, poderia causar um tornado no Texas).
• Frase que explica: O caos é informativo.