Documentário produzido pela BBC de Londres
(14/02/2002 – 45 minutos)
(Essa legenda foi feita por XARA. Documentário da BBC World – www.bbc.co.uk/horizon)
PARTE 1
Legendas do Filme (parte 2)…
Debatedores do Filme …
BBC World
Imagine que você pudesse encontrar uma explicação para tudo no Universo, desde os eventos mais insignificantes até os mais gigantescos possíveis.
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Este é o sonho que tem cativado os mais brilhantes cientistas desde Einstein. Agora eles acreditam que talvez a tenham encontrado. A teoria é de tirar o fôlego e tem uma extraordinária conclusão: o Universo em que vivemos não é o único.
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Por mais de cem anos a ciência tem sido perseguida por um segredo obscuro: que talvez existam mistérios escondidos além dos sentidos humanos. Os místicos há muito tempo proclamam a existência de tais lugares. Eles estão, dizem, cheios de fantasmas e espíritos. A última coisa que a ciência queria era ser associada com tal superstição, mas desde a década de 1920 os físicos tem tentado dar sentido a uma desconfortável descoberta. Quando tentaram demarcar a exata localização de partículas atômicas como o elétron descobriram ser totalmente impossível. Eles não tem uma única localização.
Quando se estudam as propriedades dos átomos descobre-se que a realidade é muito mais estranha do que alguém pudesse inventar na forma de ficção. As partículas realmente tem a possibilidade de, alguma forma, estarem em mais de um lugar ao mesmo tempo.
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A única explicação que se pode tirar é que as partículas não existem apenas no nosso Universo. Elas migram para a existência em outros universos também, e existem um número infinito destes universos paralelos, todos eles ligeiramente diferentes. Na verdade, existe um universo paralelo no qual Napoleão venceu a Batalha de Waterloo. Em outro, o Império Britânico manteve o controle sobre suas colônias Americanas. Em outro, você nem nasceu.
Essencialmente, todas as possibilidades podem acontecer em um destes universos alternativos o que significa que sobreposto ao Universo que conhecemos está um universo alternativo onde Al Gore é o Presidente e Elvis Presley ainda está vivo.
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Esta idéia era tão desconfortável que por décadas os cientistas a repudiaram, mas com o tempo os universos paralelos fariam um retorno espetacular. E dessa vez seria diferente, muito mais estranho do que a presença de Elvis Presley.
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Existe um velho provérbio que diz: cuidado com o que você deseja por que pode se realizar. O mais ardoroso desejo dos físicos tem sido o de poder encontrar uma única teoria elegante que pudesse resumir tudo em nosso Universo. Foi este sonho que levaria involuntariamente à descoberta dos universos paralelos. É um sonho que tem dominado o trabalho de quase todos os físicos.
Num ringue de gelo eu comungo com as leis fundamentais da física. Acreditamos que no momento de sua criação o Universo era simétrico, era puro, elegante. Sem o atrito, as leis de Newton são ignoradas, simples, elegante e belo, puro, nobre, elementar, exatamente como era no início dos tempos. Quando tinha oito anos meu professor primário entrou na sala e anunciou que um grande cientista acabara de morrer e no jornal daquela noite todos divulgavam imagens de sua mesa de trabalho com o manuscrito interrompido de seu maior trabalho. Eu quis saber o que havia naquele manuscrito. Anos depois descobri que ele era uma tentativa de Albert Einstein em criar a Teoria de Tudo, uma teoria do Universo e eu quis fazer parte daquela busca.
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Einstein nunca terminou sua Teoria de Tudo, mas vezes sem conta outros pensaram que estavam à beira dessa descoberta. Isso era apenas um desejo até recentemente. Uma revolução aconteceu na década de 1980. Em universidades ao redor do mundo novas idéias tomavam forma. Finalmente, parecia que tudo no Universo estava a ponto de ser explicado. Na Inglaterra o famoso físico Stephen Hawking, estava tão confiante que declarou que os físicos estavam prontos para ler a mente de Deus. Brevemente não restariam grandes problemas científicos. Uma das idéias era a mais revolucionária de todas. Ela se parecia com a Teoria de Tudo e capturou a imaginação de cientistas como Burt Ovrut. Tinha tudo a ver com cordas.
Ela teve início quando os físicos declararam que a matéria é feita a partir de partículas. Mudamos aquele ponto de vista hoje. Agora pensamos que a matéria é feita de pequenas cordas.
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Por anos acreditou-se que toda matéria no Universo era constituída por partículas minúsculas e invisíveis. Agora os físicos descobriram que estavam estudando as partículas de modo errado. As partículas eram na verdade cordas minúsculas e invisíveis. A teoria foi chamada de Teoria das Cordas e ela manteve a matéria emanando destas minúsculas cordas como música.
Você pode pensar neles como a corda de um violino ou de um violão. Se você puxá-la de um modo você obtém uma certa freqüência, mas se puxá-la de outra forma pode-se obter mais freqüências nessa corda e na verdade você tem diferentes notas. A Natureza é feita de todas estas pequenas notas, as notas musicais, que são tocadas nestas super cordas.
De repente percebemos que o Universo é uma sinfonia e as leis da física são harmonias de uma super corda.
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A Teoria das Cordas foi tão provocativa e tão absurdamente estranha que imediatamente começou a soar como a perfeita Teoria de Tudo.
Ela certamente nos varreu a todos como uma tempestade. É uma teoria bela, elegante e simples e um número de pessoas disse que, bem, se ela é tão elegante e simples porque não tentamos usá-la como princípio básico unificador para a natureza.
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Mas se a Teoria das Cordas iria se tornar a perdida Teoria do Absoluto de Einstein deveria passar por um teste. Ela deveria explicar um evento em particular: o nascimento do Universo. As origens do Universo sempre foi um assunto especial para os cosmologistas que estudaram o gigantesco mundo das estrelas e galáxias. Eles, também, sentiram que estavam na fronteira de um grande triunfo, um completo entendimento de como o mundo começou. Eles sabem há muito tempo que as coisas começaram uma explosão gigante – o Big Bang. Mas agora os cosmologistas refinaram a idéia. Eles tem trabalhado retrocedendo no tempo desde os dias atuais, até o momento mais próximo do Big Bang. E fazem isso com incrível precisão.
Estamos seguros ao extrapolar para o passado a partir de hoje até quando as primeiras estrelas e galáxias se formaram e o Universo era tinha apenas uns bilhões de anos, ou extrapolar além, quando os primeiros átomos foram formados, quando o Universo tinha apenas alguns milhares de anos, ou quando o primeiro núcleo se formou e o Universo tinha apenas alguns segundos.
Os físicos estão preparados para falar sobre estes bizarros eventos no Universo, frações de um segundo e até bilionésimos e bilionésimos de um segundo, 10-35 segundos depois do instante do Big Bang. Absolutamente fantástico.
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Se tudo no universo estava para ser explicado então a Teoria das Cordas e o Big Bang deveriam agora se fundir e se complementarem perfeitamente. Afinal de contas, um se referia ao nascimento do Universo e o outro à toda matéria existente nele. Foi certamente uma conclusão inevitável. Os físicos pareciam estar à beira da glória, mas tudo deu terrivelmente errado. Tentaram de tudo mas não conseguiram fazer as 2 idéias se encaixarem e então, depois de 10 anos de esforço, algo ainda pior aconteceu: suas 2 teorias preferidas começaram a se auto destruir. O primeiro problema apareceu com o Big Bang. Os cosmologistas assumiram que, como trabalhavam com regressão no tempo, eles deveriam conseqüentemente construir seu caminho de volta até o Big Bang. Não deveria haver nenhum intervalo inadequado, mas após anos sem fim de refinamento havia uma lacuna que se recusava a desaparecer, o mais importante de todos.
Apesar de conhecida como Teoria do Big Bang na verdade ela diz absolutamente nada sobre o Big Bang. Não nos diz o que explodiu, porque explodiu, o que causou a explosão. Ela nem descreve, nem realmente nos permite prever quais as condições existiam imediatamente após esta explosão.
O problema fundamental da cosmologia é que as leis da física como as conhecemos desaparecem no momento do Big Bang. Bem, algumas pessoas dizem o que há de errado nisso, o que há de errado se as leis da física implodirem? Bem, para os físicos isso é um desastre. Dedicamos toda a nossa vida à proposta de que o Universo obedece a leis conhecidas, leis que podem ser descritas na linguagem matemática e aqui encontramos o núcleo do próprio Universo, uma peça ausente além das leis naturais.
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O início do Big Bang era o único grande mistério de toda a cosmologia. Foi chamado de singularidade.
Quando você extrapola a universal Teoria da Relatividade de Einstein até o início você descobre o que chamamos de singularidade, uma singularidade cósmica, o que quer dizer que as equações vão pelos ares.
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Mas o problema com o Big Bang foi logo ofuscado. As cordas tinham problemas também. A esperança era que a Teoria das Cordas iria evoluir numa simples e definitiva explicação para o Universo, mas à medida as pessoas trabalhavam nela algo estarrecedor aconteceu. Os físicos encontraram uma segunda versão e depois uma terceira. Logo haviam encontrado cinco diferentes Teoria das Cordas. Isso não era simples e não soava definitiva.
Cinco, mesmo que não seja um grande número, é muito para nós por que gostaríamos de ter uma teoria mais exclusiva do que isso e isso definitivamente foi um problema, uma grande crise, pois muito tempo foi gasto estudando estas cinco teorias individualmente, mas na cabeça de todos sempre nos perguntávamos por que existem 5 destas coisas, não deveriam haver apenas uma?
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A Teoria das Cordas começou a desabar. Parecia como se o sonho da Teoria de Tudo estava mais distante como nunca.
Os cínicos começaram a dizer que a Teoria das Cordas era rude demais, um beco sem saída, simplesmente não era o caminho e não era a Teoria de Tudo, era a Teoria do Nada.
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Mas justamente quando os cientista estavam para perder a esperança, uma nova e assustadora descoberta seria feita. Isso iria inspirá-los a se questionaram novamente e forçá-los finalmente a confrontar sua idéia menos popular: universos paralelos. Quando a Teoria das Cordas falhou, nem todos estavam confusos. Alguns até pareciam saborear o fato.
Se a Teoria das Cordas era realmente a tão chamada Teoria de Tudo, cinco teorias de tudo pareciam embaraçadoras.
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Michel Duff tem sido a estrela em ascensão de uma velha idéia chamada super gravidade. Esta teoria foi substituída pela Teoria das Cordas e quase destruiu a carreira de Duff.
Os físicos tendem a ser dedicados por manias e moda. Existem os gurus que ditam a direção em que novas idéias devem crescer. Foi um momento solitário de muitas formas. Quando eu tentei atrair estudantes graduados muitos deles diziam, veja bem, você talvez esteja certo e talvez esteja errado, mas se eu trabalhar com super gravidade eu não vou encontrar um emprego.
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O que tornou a experiência dos caras da super gravidade tão atormentada era que sua teoria não era muito diferente da Teoria das Cordas para começar. Na verdade, o principal desacordo entre elas era um detalhe que, para os de fora, poderia parecer picuinhas. Era sobre o número de dimensões no Universo. Costumamos pensar que vivemos num mundo tridimensional. Podemos nos mover em 3 direções: esquerda ou direita, para cima e para baixo, para frente e para trás, mas os físicos gostam de acrescentar dimensões extras. Einstein sugeriu que o tempo deveria ser a quarta dimensão. Então alguém sugeriu uma quinta dimensão espacial e depois uma sexta. Os números só cresciam. As dimensões extras eram espaços no Universo que jamais poderíamos perceber. A maioria eram microscopicamente pequenas mas os cientistas acreditavam que elas estavam realmente ali. A Teoria das Cordas afirma que existem no total exatas 10 dimensões.
Se você tem uma corda oscilando ela precisa ter espaço suficiente para oscilar e quando alguém organiza isso matematicamente você descobre uma resposta muito clara. Tem que haver 10 dimensões espaciais.
Dez dimensões.
Nove dimensões espaciais e uma temporal.
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A teoria da super gravidade, entretanto, estava convencida da existência de exatas 11 dimensões.
As equações da super gravidade adquirem sua simples e mais elegante forma quando escrita nestes estudos de 11 dimensões.
Havia uma guerra entre as 10 dimensões e as 11 dimensões. No batalhão das 10 dimensões estavam os teóricos das cordas, centenas deles, trabalhando para descobrir todas as propriedades do universo conhecido a partir de um estudo: uma corda vibrante do outro lado havia este pequeno bando de parias, foras da lei, trabalhando nas 11 dimensões.
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Enquanto a Teoria das Cordas estava em ascensão, poucos levavam a sério as 11 dimensões, mas os caras da super gravidade nunca perderam a esperança.
Eu sempre me senti convencido de que eventualmente as 11 dimensões teriam o seu dia. Não estava seguro de quando e como, mas convencido que cedo ou tarde as 11 dimensões seriam vistas como sendo o coração das coisas.
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Por hora a bola estava em outros pés. A Teoria das Cordas estava com problemas. Suas 5 diferentes versões significavam que não era a teoria envolvente que os físicos procuravam. Tudo foi feito para tentar salvar a Teoria das Cordas. Bem, quase tudo.
Um surpreendente anúncio foi feito.
Mesmo assim foi uma onda de choque que revolucionou toda a paisagem.
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Num movimento final desesperado os teóricos das cordas tentaram acrescentar uma última coisa a sua adorada idéia. Eles adicionaram a coisa que passaram uma década menosprezando: a 11ª dimensão. Agora algo mágico aconteceu com as 5 Teorias das Cordas concorrentes.
A resposta voltou a ser – e isso foi realmente extraordinário, quero dizer que foi realmente fantástico – descobriu-se que todas eram uma só. Estas 5 Teorias das Cordas se tornaram simples manifestações diferentes de uma teoria mais fundamental, precisamente essa teoria que havíamos descartado na década de 1980.
Em 11 dimensões olhando do topo de uma montanha, para baixo, você pode enxergar a Teoria das Cordas como sendo parte de uma realidade muito maior, a realidade da 11ª dimensão.
Bom, foi uma sensação maravilhosa pensar que todos aqueles anos gastos na 11ª dimensão não foram completamente perdidos.
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Os dois campos estavam absolutamente convencidos de que o outro estava errado. Agora, repentinamente, perceberam que suas idéias se complementavam perfeitamente. Com a adição de uma dimensão extra a Teoria das Cordas fez sentido novamente, mas ela se tornou um tipo de teoria muito diferente.
O que aconteceu com as cordas?
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As minúsculas cordas da Teoria das Cordas seriam supostamente o bloco de construção fundamental de toda a matéria no Universo, mas agora, com o acréscimo da 11ª dimensão, elas mudaram. Se expandiram e se combinaram. A conclusão surpreendente foi que toda a matéria do Universo estava conectada numa vasta estrutura: uma membrana. Na verdade todo o nosso Universo é uma membrana. A busca para explicar tudo no Universo poderia começar novamente e no seu centro haveria essa nova teoria. Foi batizada de Teoria da Membrana, ou Teoria M, mas a idéia parecia tão profunda e enigmática que alguns pensaram que M deveria representar outras coisas.
