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BAIXAR O UNIVERSO NUMA CASCA DE NOZ


O leitor é apresentado à gênios responsáveis pelos muitos avanços da Física, dando grande destaque à física teórica e moderna. Experiências como a de. Após o enorme sucesso de Uma breve história do tempo, a Intrínseca traz a luxuosa reedição de O universo numa casca de noz, na qual Stephen Hawking se. O universo numa casca de noz - Stephen Hawking.

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Uma possibilidade ainda mais perigosa é que a energia empregada na viagem pelo tempo dê a volta pelo passado e retorne ao mesmo local da partida e se acumule nesse espaço até explodir. Para isso, precisamos do que é chamado de condições de contorno, regras que nos informam o que acontece nas fronteiras do universo, nos limites do espaço e do tempo. Ou seja, a temperatura de um buraco negro depende de seu tamanho. Lançamento da Editora Intrínseca. Um pulso luminoso é emitido em uma ponta da cabine e refletido na outra ponta a. Campo de Maxwell Síntese da eletricidade, magnetismo e luz em campos dinâmicos que podem oscilar e se mover através do espaço. O livro faz a gente viajar em teorias físicas sobre relatividade e espaço tempo. Desse modo, dizemos ter spin 1. Quatro livros de Stephen Hawking para entender o segredo do Universo. Diego Rodrigues. Descubra a rede IT Trends. O que o causou? Na teoria newtoniana, em que o tempo existia independentemente de qualquer outra coisa, poderíamos nos perguntar: o que Deus fazia antes de criar o universo? Elas significariam que vivemos em um mundo-brana, uma superfície ou brana quadridimensional em um espaço-tempo de dimensionalidade mais elevada. O universo é cheio de matéria, e a matéria deforma o espaço-tempo de um modo que os corpos caem uns sobre os outros. Outer:return this.

Após o enorme sucesso de Uma breve história do tempo, a Intrínseca traz a luxuosa reedição de O universo numa casca de noz, na qual Stephen Hawking se. O universo numa casca de noz - Stephen Hawking. O UNIVERSO NUMA CASCA DE NOZ. STEPHEN Segundo a teoria quântica , o estado fundamental, ou estado de energia mais baixa de um pêndulo não é. O universo numa casca de noz/Stephen Hawking; tradução Cássio de Arantes Leite. - 1. ed. . -se em direção a ela e mais baixa em uma espaçonave (b). Baixe 07 Livros Gratuitos de Stephen Hawking, como O Universo Numa Casca De Noz, Uma Breve História do Tempo e Uma Nova História do Tempo. Confira!.

A holografia é discutida outra vez no Capítulo 7. Um deles b rebate no objeto c e incide sobre uma placa fotossensível d. Quando um laser é irradiado na placa revelada, surge uma imagem completamente tridimensional do objeto original. Pintura em vaso etrusco, século VI a.

Como nossas mentes finitas abrangem um universo infinito? A despeito da moral dessa história, acredito que podemos e devemos tentar compreender o universo. A coisa mais óbvia sobre o espaço é que ele prossegue indefinidamente.

Isso foi confirmado pelos instrumentos modernos, como o telescópio Hubble, que nos permite sondar as profundezas do espaço. Até onde podemos dizer, o universo se estende pelo espaço para sempre ver Figura 3. Isso só foi percebido nos primeiros anos do século XX. Talvez ele tenha existido por um tempo infinito, mas isso pareceu levar a conclusões absurdas.

Se as estrelas tivessem irradiado sua luz por um tempo infinito, teriam aquecido o universo à temperatura delas. Qual foi o relógio que informou a elas que tinha chegado a hora de brilhar? Como vimos, isso intrigou alguns filósofos, como Immanuel Kant, que acreditava que o universo sempre existira. No entanto, para a maioria das pessoas, o fato era compatível com a ideia de que o universo fora criado — em grande parte como é hoje — apenas alguns milhares de anos no passado.

Entretanto, essa ideia começou a apresentar discrepâncias com as observações de Vesto Slipher e Edwin Hubble na segunda década do século XX. Todas, exceto uma, com desvio para o vermelho.

O placar em estava em 43 desvios para o vermelho contra dois desvios para o azul. Cerca de um centésimo de segundo após o Big Bang, a temperatura teria sido de cem bilhões de graus e o universo teria contido na maior parte fótons, elétrons e neutrinos partículas extremamente leves , bem como suas antipartículas, junto com alguns prótons e nêutrons.

Mas suponhamos que essa cadeia tenha um início. Consideremos que tenha havido um primeiro evento. O que o causou? Devemos tentar compreender o início do universo com base na ciência. Talvez seja uma tarefa além da nossa capacidade, mas devemos ao menos fazer a tentativa. Contudo, todas as evidências apontam para um Deus bastante afeito a uma jogatina. Podemos pensar no universo como um cassino gigante, com os dados rolando ou as roletas girando a todo momento Figura 3.

Os donos de cassino se asseguram de que a média das probabilidades opere em seu favor.

Por outro lado, é impossível prever o resultado de uma dada aposta particular. Em vez disso, o universo deve ter tido todas as histórias possíveis, cada uma com sua própria probabilidade. Deve ter havido uma história do universo em que Belize ganhou todas as medalhas de ouro nos Jogos Olímpicos, embora talvez a probabilidade disso seja baixa. Ela foi formulada por Richard Feynman, um grande cientista e uma figura e tanto.

Para isso, precisamos do que é chamado de condições de contorno, regras que nos informam o que acontece nas fronteiras do universo, nos limites do espaço e do tempo. Se o contorno do universo fosse apenas um ponto normal do espaço e do tempo, poderíamos ir além dele e decretar esse território como parte do universo. Se o contorno do espaço-tempo fosse simplesmente um ponto de espaço-tempo, poderíamos continuar a estender as fronteiras.

Pouco depois, ele foi atraído pelo Projeto Manhattan. Nos anos que se seguiram à Segunda Guerra Mundial, Feynman descobriu um novo e poderoso modo de pensar sobre a mecânica quântica, pelo qual recebeu o Prêmio Nobel em Em vez disso, sugeriu que as partículas viajam de um lugar para outro ao longo de toda trajetória possível do espaço- tempo. A probabilidade de uma partícula ir de A a B é definida pela soma das ondas associadas a cada trajetória possível que passa por A e B.

Entretanto, Jim Hartle e eu notamos que havia uma terceira possibilidade. À primeira vista, isso parece contradizer os teoremas demonstrados por Penrose e por mim, que mostravam que o universo deve ter tido um início.

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FIG 3. Por exemplo, se jogamos uma pedra no ar, as leis da gravidade determinam acertadamente o movimento subsequente da pedra. Em outras palavras, devemos saber as condições iniciais — as condições de contorno — do movimento da pedra. Por isso, devemos nos perguntar quais eram as condições iniciais do universo às quais poderemos aplicar essas leis.

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Se as histórias do universo prosseguissem infinitamente como uma sela ou um plano, nosso problema seria especificar quais foram as condições de contorno no infinito. Em vez disso, tudo seria determinado pelas leis da ciência e por lances de dados dentro do universo. Relatos de pessoas despencando pela beirada parecem exagerados. O princípio antrópico fraco procura explicar quais das diversas possíveis eras ou partes do universo poderíamos habitar.

Nesse contexto, o princípio antrópico entra em vigor devido à exigência de que as histórias contenham vida inteligente. Ficaríamos mais satisfeitos com o princípio antrópico, é claro, se pudéssemos demonstrar a probabilidade de que uma série de diferentes configurações iniciais para o universo evoluiu para produzir um universo como o que observamos.

Assim, temos uma superabundância de possibilidades para o universo.

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O que diferencia o universo em que vivemos do conjunto de todos os universos possíveis? É um exemplo do que chamamos de princípio antrópico. Estamos interessados apenas no subconjunto de histórias em que a vida inteligente se desenvolve. Pequenos alienígenas verdes funcionariam perfeitamente. Mas por que o espaço é tridimensional?

Na teoria-M, o espaço tem nove ou dez dimensões, mas acredita-se que seis ou sete sejam enroladas em escalas muito pequenas, restando três dimensões grandes e aproximadamente planas Figura 3. Se ele tivesse um sistema digestivo que o percorresse de ponta a ponta, suas entranhas o cortariam em dois e a pobre criatura se desmancharia.

Eles cairiam no sol Figura 3. Nesses aspectos, é como o universo em que vivemos. À medida que o universo se expande, ele toma emprestada a energia do campo gravitacional para criar mais matéria.

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A energia da matéria, positiva, é contrabalançada de forma precisa pela energia gravitacional, negativa, e assim a energia total é zero. Quando o universo dobra de tamanho, a matéria e as energias gravitacionais também dobram — de modo que duas vezes zero continua sendo zero.

Isso significa que o estado inicial do universo deve ter tido exatamente a mesma temperatura em toda parte.

Para que a vida inteligente consiga se desenvolver, o achatamento do polo Sul deve ser muito leve. O satélite Cosmic Background Explorer [Explorador do Fundo Cósmico, também conhecido como Cobe] foi lançado em e obteve um mapa do céu em micro-ondas.

As cores diferentes indicam diferentes temperaturas, mas o espectro total do vermelho ao azul é de apenas cerca de um décimo de milésimo de grau. Assim, ao menos em princípio, o mapa do Cobe é a planta baixa de todas as estruturas existentes no universo.

O mapa completo do céu feito pelo instrumento DMR do satélite Cobe, mostrando evidências de rugosidades no tempo. Parece haver diversas possibilidades, dependendo da quantidade de matéria no universo. De um modo ou de outro, o universo ainda tem alguns bilhões de anos pela frente Figura 3. Como descrito no Capítulo 2, hoje entendemos que segundo a teoria quântica o espaço-tempo é cheio de flutuações quânticas.

Talvez isso seja mais um exemplo do princípio antrópico. Eu poderia ficar encerrado numa casca de noz e me considerar rei do espaço infinito…. Ela é como a casca de noz de Hamlet, contudo, essa noz codifica tudo que ocorre no tempo real. Poderíamos estar encerrados em uma casca de noz e ainda assim nos considerarmos reis do espaço infinito.

E isso vai acontecer.

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Contudo, é isso que a astrologia quer nos fazer crer. O sucesso das leis de Newton e de outras teorias físicas levou à ideia do determinismo científico, que foi expresso pela primeira vez no início do século XIX pelo cientista francês marquês de Laplace.

Laplace sugeriu que, se soubéssemos as posições e velocidades de todas as partículas do universo a um dado momento, as leis da física nos permitiriam prever qual seria o estado do universo a qualquer outro dado momento no passado ou no futuro Figura 4. No entanto, o determinismo foi resgatado de forma modificada em uma nova teoria chamada mecânica quântica, que incorporou o princípio da incerteza.

Algumas funções de onda apresentam crista acentuada em um ponto específico no espaço. Em outras palavras, a incerteza na velocidade é grande.

Isso satisfaz o princípio da incerteza. Logo, continua a existir determinismo na teoria quântica, mas numa escala reduzida. Mesmo assim, nesse sentido restrito continua a ser possível alegar que o determinismo existe. Isso com certeza era verdade na física newtoniana. Na relatividade restrita, observadores diferentes viajando a velocidades diferentes se deslocam através do espaço- tempo por trajetórias diferentes.

Mas o espaço-tempo da relatividade restrita é plano. Isso significa que na relatividade restrita o tempo medido por qualquer observador movendo-se livremente progride de maneira regular no espaço-tempo de menos infinito no passado infinito para mais infinito no futuro infinito.

Por exemplo, suponhamos que o espaço-tempo fosse como um cilindro vertical Figura 4. Subir pelo cilindro seria uma medida do tempo que aumentaria para todo observador e transcorreria de menos infinito para o mais infinito.

Cuidado com os buracos de minhoca: nunca se sabe o que pode sair deles. A velocidade de escape é de cerca de doze quilômetros por segundo para a Terra e de cerca de quilômetros por segundo para o Sol. Por um longo tempo os físicos, incluindo Einstein, se mantiveram céticos quanto a se tais configurações extremas da matéria poderiam de fato ocorrer no universo real.

O raio R do horizonte de eventos do buraco negro depende apenas de sua massa; ele é dado pela fórmula:. Nessa fórmula, o símbolo c representa a velocidade da luz, G a constante de Newton e M a massa do buraco negro. Um buraco negro com a mesma massa do Sol, por exemplo, teria um raio de apenas três quilômetros! Assim, a luz pode escapar da Terra ou do Sol sem grande dificuldade. Contudo, Michell argumentou que haveria estrelas muito mais massivas do que o Sol com velocidades de escape maiores do que a velocidade da luz Figura 4.

O conceito de Michell sobre as estrelas escuras se baseava na física newtoniana, na qual o tempo era absoluto e avançava independentemente do que acontecesse. Minha palestra foi um grande fracasso, porque na época quase ninguém em Paris acreditava em buracos negros. Porém, quase sem ajuda, Wheeler transformou esse campo, tanto por meio de sua pesquisa quanto ministrando o primeiro curso sobre relatividade de Princeton. Muito mais tarde, em , ele cunhou o termo buraco negro para o estado da matéria em colapso, que poucos ainda acreditavam ser verdadeiro.

Eis a imagem que emergiu. Considere a história de uma estrela com massa vinte vezes superior à do Sol, tal como acreditamos que seria.

Podemos desenhar um diagrama com o tempo traçado para cima e a distância desde o centro da estrela traçada na horizontal ver Figura 4. Nesse diagrama, a superfície da estrela é representada por duas linhas verticais, uma de cada lado do centro. Podemos determinar que o tempo seja medido em segundos e a distância em segundos-luz — a distância que a luz percorre em um segundo.

Quando usamos essas unidades, a velocidade da luz é um; ou seja, a velocidade da luz é de um segundo-luz por segundo. Isso quer dizer que, longe da estrela e de seu campo gravitacional, a trajetória de um raio luminoso no diagrama é uma linha a um ângulo de 45 graus com a vertical. Os raios luminosos podem escapar da superfície da estrela as linhas verticais vermelhas.

Isso significa que podem esgotar seu hidrogênio em um prazo curto como algumas centenas de milhões de anos. Depois disso, essas estrelas enfrentam uma crise. Assim, começam a encolher. Como podemos detectar um buraco negro se nenhuma luz pode ser emitida dele? Portanto, uma das maneiras de procurar um buraco negro é procurar alguma matéria orbitando o que parece ser um objeto massivo e compacto invisível.

Todas as evidências indicam que a NGC contém um buraco negro com cerca de cem milhões de vezes a massa do Sol. Porém, na relatividade geral, somos livres para medir o tempo a diferentes taxas em diferentes lugares.

No diagrama de tempo e distância Figura 4. Ele envia sinais de seu relógio para uma espaçonave orbitando a estrela a intervalos regulares. Desse modo, o determinismo continua a vigorar.

Resultado sem cabelos. Mais precisamente, a temperatura é dada pela seguinte fórmula:. Nessa fórmula, o símbolo c representa a velocidade da luz; , a constante de Planck; G , a constante gravitacional de Newton; e k , a constante de Boltzmann.

Finalmente, M representa a massa do buraco negro, de modo que, quanto menor o buraco negro, mais elevada é a temperatura.

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Se um buraco negro estiver por perto, um membro de um par de partículas pode cair nele, e o outro escaparia rumo ao infinito Figura 4. Para alguém longe do buraco negro, as partículas que escapam parecem ter se irradiado dele.

O espectro de um buraco negro é o que esperaríamos de um corpo quente, com a temperatura proporcional ao campo gravitacional no horizonte do buraco negro. Ou seja, a temperatura de um buraco negro depende de seu tamanho.

Um buraco negro com algumas vezes a massa do Sol teria uma temperatura de cerca de um milionésimo de grau acima do zero absoluto, e um buraco negro maior teria uma temperatura ainda mais baixa. É uma pena. Se fosse descoberto um, eu ganharia um Prêmio Nobel. Nesse caso, essas flutuações de densidade teriam se expandido com o universo.

Isso teve importantes implicações para o determinismo. Qualquer coisa poderia ter acontecido. Essa seria a parte ridícula. Mas, se uma partícula cai no buraco negro, é impossível prever com certeza o spin da partícula restante. Desse modo, aparentemente, nosso poder de prever o futuro ficaria ainda mais reduzido. Mas em Andrew Strominger e Cumrun Vafa fizeram um importante avanço.

Ela vai provocar ondas na p-brana 2. As ondas podem se juntar e levar parte da p-brana a se partir como uma corda fechada 3. Ela seria uma partícula emitida pelo buraco negro. Se as partículas atingem as p-branas, estimulam ondas extras nas branas.

Assim, as p-branas podem absorver e emitir partículas como buracos negros Figura 4. Mas um fluido homogêneo é um modelo muito eficaz. Teremos o determinismo completo no sentido quântico. Essa é uma das perguntas sem resposta na física teórica atual. O mundo é seguro e previsível, e nada inesperado vai acontecer. Quando a espaçonave Enterprise passou por um buraco de minhoca, aconteceu uma coisa inesperada.

Sei disso porque eu estava a bordo, jogando pôquer com Newton, Einstein e Data. Tive uma grande surpresa. Olhem só quem apareceu em meu colo. Cortesia da Paramount Pictures. Todos os Direitos Reservados. Especular abertamente sobre viagem no tempo é um pouco complicado. A pessoa poderia mudar a história e dominar o mundo. Disfarçamos o fato usando termos técnicos que correspondem a falar em código sobre viagem no tempo. A base para todas as discussões modernas da viagem no tempo é a teoria da relatividade geral de Einstein.

Na relatividade geral, o tempo pessoal de alguém medido por seu relógio de pulso sempre aumentaria, assim como acontecia na teoria newtoniana do espaço-tempo plano da relatividade restrita. Mas agora havia a possibilidade de que o espaço-tempo viesse a ser dobrado a tal ponto que você poderia partir numa espaçonave e voltar antes de ter saído Figura 5.

Uma forma de isso acontecer seria com buracos de minhoca, tubos do espaço-tempo mencionados no Capítulo 4 que ligam diferentes regiões do espaço e do tempo. A ideia é entrar com a espaçonave em uma abertura do buraco de minhoca e sair pela outra em um lugar diferente e em um momento diferente Figura 5. Assim, talvez você pense que poderia fazer algo como explodir o foguete na plataforma de lançamento e impedir sua partida.

Ver Figura 5. Isso significaria que, ao entrarmos na boca da Terra, poderíamos sair da espaçonave em um momento anterior. Claro, isso é um paradoxo apenas se você acredita em seu livre-arbítrio de fazer o que quiser quando voltar no tempo. Segundo a teoria de Einstein, uma espaçonave necessariamente viaja abaixo da velocidade da luz e segue o que chamamos de trajetória do tipo tempo através do espaço-tempo.

Assim, podemos formular a pergunta em termos técnicos: o espaço-tempo admite curvas do tipo tempo que sejam fechadas — isto é, que voltem ao ponto de partida repetidas vezes? Quando o universo esfriou, a simetria da fase inicial pode ter sido quebrada de formas diferentes em regiões distantes. Consequentemente, a matéria cósmica teria se estabilizado em diferentes estados fundamentais nessas regiões.

Existem três níveis em que podemos tentar responder a essa pergunta. O primeiro é a teoria da relatividade geral de Einstein, que presume que o universo tem uma história bem definida, sem qualquer incerteza. Aqui o quadro é menos completo, mas ao menos temos uma ideia de como prosseguir. Um caso particularmente interessante é aquele em que duas cordas cósmicas passam em alta velocidade uma pela outra. O espaço-tempo fora de uma corda cósmica isolada é plano, mas com a figura de uma cunha recortada, tendo a extremidade aguda da cunha junto à corda.

É como um cone: pegue um círculo de papel e corte uma cunha com a quina no centro do círculo. Depois, descarte o pedaço que você recortou e cole as bordas do pedaço restante formando um cone.

Isso representa o espaço-tempo em que a corda cósmica existe Figura 5. Em outras palavras, um círculo em torno do vértice é mais curto do que se esperaria para um círculo desse raio no espaço plano, devido ao segmento que falta Figura 5.

O espaço-tempo das cordas cósmicas contém matéria dotada de densidade de energia positiva e é consistente com a física que conhecemos.

Porém a curvatura que produz loops temporais se estende ao infinito no espaço e retrocede infinitamente ao passado. Assim, esses espaços-tempos foram criados com a viagem do tempo intrínseca a eles. O horizonte da viagem no tempo, o contorno da parte do espaço-tempo em que é possível viajar para o passado, seria formado pelos raios luminosos que emergem de regiões finitas.

Enquanto o horizonte de um buraco negro é formado pelos raios luminosos que escapam por pouco de cair no buraco negro, um horizonte de viagem no tempo é formado por raios luminosos prestes a se encontrarem com eles mesmos. Poderia ela ter densidade de energia positiva por toda parte, como no espaço-tempo de cordas cósmicas que descrevi anteriormente? Porém, alguém poderia pensar que isso ocorria apenas porque as cordas cósmicas eram infinitamente longas.

Desse modo, temos de subtrair uma quantidade infinita para obter a densidade de energia finita que observamos no universo. Mesmo no espaço plano, podemos encontrar estados quânticos em que a densidade de energia é negativa localmente, embora a energia total seja positiva.

Como vimos no Capítulo 4, as flutuações quânticas significam que mesmo o espaço aparentemente vazio é cheio de pares de partículas virtuais que surgem juntas, afastam-se e depois voltam a se unir para aniquilar uma à outra Figura 5.

As partículas negativas em queda fazem o buraco negro perder massa e evaporar, com seu horizonte de eventos diminuindo de tamanho Figura 5. Para que o horizonte de um buraco negro diminua de tamanho, a densidade de energia no horizonte deve ser negativa e dobrar o espaço-tempo para fazer os raios luminosos divergirem uns dos outros. Foi algo que percebi pela primeira vez quando me preparava para dormir, pouco após o nascimento de minha filha. Meu neto, William Mackenzie Smith. Uma partícula virtual se movendo numa trajetória fechada como essa levaria sua energia de estado fundamental de volta ao mesmo ponto vez após outra.

Mesmo que se descubra que a viagem no tempo é impossível, seria importante compreender por que ela é impossível. Poderia ser como no filme Feitiço do Tempo, em que um repórter é obrigado a reviver o mesmo dia repetidas vezes Figura 5. Assim, a existência de histórias em loops fechados é confirmada por experimentos Figura 5. Poderíamos discutir se as histórias das partículas de loop fechado têm alguma coisa a ver com a curvatura do espaço-tempo, pois elas ocorrem mesmo em fundos fixos como o espaço plano.

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Pode-se também dizer com propriedade que uma partícula se move em um loop fechado em um dado fundo fixo ou que a partícula permanece fixa e o espaço e o tempo flutuam em volta dela. Parece, portanto, que a teoria quântica permite a viagem no tempo em escala microscópica.

No universo de Einstein, o tempo corre do passado infinito para o futuro infinito. Devido ao seu tamanho finito, pode girar a uma velocidade menor do que a da luz por toda parte. Mesmo assim, é um fundo conveniente para usar quando discutimos viagem no tempo, pois é simples o suficiente para que possamos fazer a soma das histórias. Esquecendo a viagem no tempo por ora, considere a matéria em um universo de Einstein que esteja girando em torno de um eixo qualquer.

Desse modo, a soma das histórias de todas as partículas nesse fundo proporciona uma grande amplitude. Entretanto, considere uma sequência de fundos com impulsos crescentes de velocidade.

Por gostarmos de uma aposta, Kip e eu jogamos com probabilidades como essa. Ele pode ser do futuro e saber que a viagem no tempo funcionou. Houve retrocessos, como a Idade das Trevas após a queda do Império Romano.

Em havia nove mil. Em havia noventa mil, e no ano de havia novecentos mil. Eles também revelam crescimento exponencial, duplicando a intervalos inferiores a quarenta anos. Uma possibilidade é que seremos exterminados por algum desastre, como uma guerra nuclear. Porém, sou um otimista. É sobre essa complexidade que o restante deste capítulo diz respeito. O DNA é a base de toda a vida na Terra. Sua estrutura em forma de dupla hélice, como uma escada de caracol, foi descoberta por Francis Crick e James Watson no laboratório Cavendish, em Cambridge, em Dawkins gerou uma forma semelhante a inseto em incríveis 29 gerações com uma série de becos sem saída evolutivos.

A quantidade de complexidade aumentou muito. De certa forma, a espécie humana necessita aperfeiçoar suas qualidades mentais e físicas se pretende lidar com o mundo cada vez mais complexo à sua volta e enfrentar novos desafios, como a viagem espacial. Também precisamos aumentar nossa complexidade se quisermos que os sistemas biológicos permaneçam à frente dos eletrônicos.

No entanto, os computadores obedecem ao que é conhecido como lei de Moore: a velocidade e a complexidade deles duplicam a cada dezoito meses Figura 6. Após assistir ao parto dos meus três filhos, sei como é difícil para a cabeça sair. Mesmo assim, ainda temos um bom caminho pela frente antes de nos depararmos com essa barreira. Outro modo pelo qual os circuitos eletrônicos podem aumentar sua complexidade ao mesmo tempo que mantêm a velocidade é copiando o cérebro humano.

Antes, tem milhões de processadores trabalhando juntos ao mesmo tempo. A espécie humana tem estado em sua presente forma por apenas dois milhões de anos dos cerca de quinze bilhões de anos transcorridos desde o Big Bang Figura 6. Processadores em paralelo poderiam imitar o modo como nosso cérebro funciona e fazer os computadores agirem de forma inteligente e consciente. Dentro de uma década, muitos de nós talvez até possam decidir viver toda uma existência virtual na internet, fazendo ciberamigos e tendo ciber-relacionamentos.

Se alienígenas tivessem passado por aqui, deveria ter ficado óbvio: estaria mais para Independence Day do que para E. Teremos êxito em nossa busca de uma teoria unificada completa capaz de governar o universo e tudo que ele contém? O que reside no centro da teoria-M? Nossa experiência passada sugere que devemos encontrar fenômenos novos e inesperados sempre que estendermos o leque de nossas observações para escalas menores.

Abaixo: Um nêutron consiste em dois quarks down, cada um com uma carga elétrica negativa de um terço, e um quark up, com carga elétrica positiva de dois terços. As pesquisas recentes da física nuclear e alta energia nos levaram a escalas ainda menores, da ordem de um bilionésimo de milímetro.

Talvez pareça que poderíamos continuar para sempre, descobrindo estruturas em escalas de comprimento cada vez mais reduzidas. Cada uma delas contém uma boneca menor, que corresponde a uma teoria que descreve a natureza em escalas mais curtas.

Mas na física existe um comprimento fundamental menor do que todos, o comprimento de Planck, escala em que a natureza talvez possa ser descrita pela teoria-M. Em física, essa boneca menor é chamada de comprimento de Planck. Até recentemente se acreditava que as seis ou sete dimensões extras estariam recurvadas numa escala muito reduzida.

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Seria como um fio de cabelo humano Figura 7. O espaço-tempo pode ser semelhante: nas escalas de comprimento humana, atômica ou mesmo da física nuclear, pode parecer quadridimensional e quase plano. Por outro lado, se investigarmos em distâncias muito curtas usando partículas de energia extremamente alta, é possível que vejamos que o espaço-tempo tem dez ou onze dimensões. Do mesmo modo, o espaço-tempo pode ter aparência quadridimensional, mas aparecer com dez ou onze dimensões quando investigado com partículas de energia muito elevada.

Essas observações poderiam tanto falsear a teoria como confirmar experimentalmente a presença de outras dimensões. Elas significariam que vivemos em um mundo-brana, uma superfície ou brana quadridimensional em um espaço-tempo de dimensionalidade mais elevada.

Por outro lado, a gravidade na forma do espaço curvo permearia a totalidade do espaço-tempo de dimensionalidade mais elevada. Contudo, sentiríamos a influência gravitacional da matéria na brana paralela. Mas a massa que falta poderia também ser prova da existência de um mundo paralelo com matéria. Essa curvatura impede o campo gravitacional de matéria na brana de se disseminar muito além pelas dimensões extras. Em vez das dimensões extras terminando em uma segunda brana, outra possibilidade é que elas sejam infinitas, mas altamente curvadas, como uma sela Figura 7.

Como ondas luminosas, as ondas gravitacionais transportam energia dos objetos que as emitem. Porém, a taxa da perda de energia em geral é muito baixa e, por isso, bastante difícil de observar. Se de fato vivemos em uma brana em um espaço-tempo com dimensões extras, as ondas gravitacionais geradas pelo movimento dos corpos na brana viajariam para outras dimensões. Se houvesse uma segunda brana paralela, as ondas gravitacionais seriam refletidas de volta e ficariam aprisionadas entre as duas branas.

Por outro lado, se houvesse apenas uma brana e as dimensões extras continuassem eternamente, como no modelo Randall-Sundrum, as ondas gravitacionais poderiam escapar por completo e transportar a energia de nosso mundo-brana Figura 7. A quantidade total de energia permanece a mesma. Um anjo que pudesse enxergar as dimensões extras saberia que a energia era a mesma, apenas mais espalhada. As ondas gravitacionais produzidas por duas estrelas em órbita recíproca teriam um comprimento de onda que seria muito mais longo do que o raio da curvatura em forma de sela nas dimensões extras.

Entretanto, os buracos negros também emitem ondas gravitacionais. O buraco negro iria, desse modo, evaporar e encolher aos poucos até se tornar menor do que o raio da curvatura das dimensões extras semelhantes a uma sela. Nesse ponto, as ondas gravitacionais emitidas pelo buraco negro começariam a escapar livremente para as dimensões extras. O comportamento dos mundos-branas seria semelhante. O princípio da incerteza permitiria aos mundos-branas surgir do nada como bolhas, com a brana formando sua superfície e o interior sendo o espaço de dimensionalidade mais elevada.

Bolhas muito pequenas tenderiam a entrar em colapso outra vez rumo ao nada, porém uma bolha que crescesse por meio de flutuações quânticas além de certo tamanho crítico provavelmente continuaria a crescer. Em um modelo de mundo-brana, a holografia seria uma correspondência biunívoca entre estado em nosso mundo quadridimensional e estados em dimensões mais elevadas. À medida que a brana se expandisse, o volume do espaço de dimensionalidade mais elevada dentro dela aumentaria. No fim, haveria uma enorme bolha cercada pela brana em que vivemos.

Entretanto, de um ponto de vista positivista, é impossível perguntar: qual é a realidade, a brana ou a bolha? A pessoa é livre para utilizar o modelo que julgar mais conveniente.

O que existe fora da brana? Outras bolhas poderiam se formar e se expandir. Se colidissem e se fundissem com a bolha em que vivemos, os resultados poderiam ser catastróficos. Modelos de mundo-brana como esses constituem um tema de ponta de pesquisa. Uma consequência disso seria o comprimento de Planck — a menor distância que podemos investigar sem criar um buraco negro — ser bem maior do que pareceria sob a fraqueza da gravidade em nossa brana quadridimensional.

Poderíamos muito bem parafrasear Miranda em A tempestade, de Shakespeare:. Ver também Velocidade. Ano-luz Distância viajada pela luz em um ano. Antipartícula Todo tipo de partícula material possui uma antipartícula correspondente. Quando uma partícula colide com sua antipartícula, elas se aniquilam, restando apenas energia.

Se livro mais famoso é "Uma breve história do tempo", que foi lançado em e vendeu até hoje mais de 10 milhões de cópias. A maior parte dos livros de Hawking foi traduzida para o português e pode ser comprada online. Hawkings, que deixou três filhos, escreveu uma série de livros infantis em parceria com a filha Lucy Hawking.

Confira abaixo a lista com as obras mais conhecidas, em português, e aproveite para expandir seu universo:. Lançamento da Editora Intrínseca. Com desconto na amazon. No livro ele relata sua trajetória, desde a infância na Londres do pós-guerra até o reconhecimento científico internacional. Inclui fotos pessoais. Um livro curto, mas importante. Vale para entender o gênio.

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