Capítulo IV

 

A ORIGEM DA MATÉRIA

 

“Há mais mistérios entre o céu e a Terra

do que sonha a nossa vã filosofia.”

- Shakespeare -

 

 

     A Matéria é uma propriedade bastante exótica do Cosmos.

     Parece-me que, a sua melhor definição e a mais lógica virá da equação de Einstein m = E/c2.

     Poderíamos visualizar a Massa como uma espécie de materialização da Energia!

     Esta materialização seria a responsável pela formação das partículas de radiação e das partículas de matéria.

     A minha sugestão vai no sentido de propor que a materialização da Energia terá sido obtida através de uma Energia Pura presente no início do Cosmos e que a consolidação da matéria-energia terá evoluído do caos até atingir um estado de equilíbrio e de ordem, e que esta não é mais do que energia pura em movimento.

     Antes de avançarmos com a explicação deste processo analisemos a seguinte experiência em que decorre um efeito semelhante da evolução natural de um sistema que inicia com um estado de não equilíbrio e de caos mas que, com o tempo, o sistema atinge naturalmente um estado de equilíbrio e de ordem. Por exemplo, quando se considera o aquecimento de um líquido, podemos observar, inicialmente, uma desordem térmica caótica, em que as moléculas viajam em todas as direcções de uma forma desordenada. Mas se continuarmos a aquecer o líquido mais e mais, então, a partir de uma certa altura, podemos observar a formação de pequenos vórtices de rotação constante, em que biliões de moléculas seguem biliões de moléculas num movimento absolutamente ordenado.

     Esta experiência pode ser verificada experimentalmente e com ela constata-se que há uma formação de ordem a partir do caos de uma forma espontânea. A Natureza segue o seu sentido natural que é o de atingir um estado mínimo de equilíbrio, evitando assim o estado de absoluta desordem e de máxima entropia.

     Com esta análise poderemos supor que terá decorrido um processo semelhante na formação das primeiras partículas da matéria do nosso Universo. Propondo que estas emergiram, não de um líquido mas sim de uma outra substância … uma forma de energia primitiva existente nos primórdios da formação do nosso Universo.

     Recordemos que, pela Física Clássica, dizemos que existe um campo Electromagnético ou Gravítico numa determinada região do espaço quando uma carga ou uma massa de prova são aí colocados e expostos a esses campos e como consequência sentem os efeitos dessas forças. Daqui podemos salientar a seguinte conclusão, que é a seguinte: mesmo na ausência de cargas ou de massas, pelo menos há campos! No nosso Universo Primordial, mesmo na ausência de cargas ou de matéria estaríamos perante um Campo Fundamental. Este Campo poderia ser traduzido como uma Energia Pura Primitiva, ou Radiação Pura Primordial.

     As linhas de força de um campo são superfícies que representam um armazenamento virtual de energia, imensa energia. As linhas de energia constituem um Campo de Força, que é também um Campo de Potencial, ou seja, um campo virtual e invisível que só se manifesta quando lhe introduzimos uma carga ou uma massa; mas que está sempre lá, potencialmente activo, está somente à espera de se tornar bem real e de poder manifestar-se. É o mistério das Forças de Campo!

     Retomando o nosso raciocínio: Radiação Pura ou Energia Pura. Esta seria a substância existente no início do Cosmos … Pura Energia em Movimento, isto é, quantidade de movimento. Sendo:

 

 

E = m.c2  <=>  m = E/c2

   

     E, por outro lado:  

 

p = m.v  <=> m = p/v

  

 

     Igualando ambas as equações, vem que:

 

 

E/c2 = p/v

 

     Considerando que as altas energias deste Universo, preenchido por radiação pura, tornaria essas partículas virtuais altamente energéticas e que a maior parte da sua energia seria encerrada no seu movimento frenético, sibilando constantemente de um lado para outro.

   Substituindo na equação v por c, tem-se que:

 

p = E.c / c2  <=>   p = E/c

 

     Mais uma vez, Quantidade de Movimento; que mais não é do que Energia em Movimento. Este era o estado inicial do nosso Universo!

     Momento e Energia! As únicas grandezas verdadeiramente fundamentais …

     Nestes movimentos contínuos e aleatórios de elevadas densidades de energia, alguns desses movimentos evoluiriam para um movimento de rotação. E esta rotação é extremamente importante. Estes pequeníssimos vórtices de rotação podem ser associados a uma primeira qualidade inerente à matéria que é muito importante: o Spin!!

     Todas as partículas conhecidas pelos Físicos das Partículas têm três propriedades: a Massa; a Carga; e o Spin.

     Podemos imaginar o Spin como uma característica associada ao movimento de rotação e ao momento magnético das partículas. De certa forma o Spin define uma direcção no espaço, o sentido de um eixo ... mas esta característica que todas as partículas apresentam é verdadeiramente original e difícil de explicar... Todas as partículas têm um spin definido, e essa característica não muda, nem pode ser alterada; é permanente e imortal.

     Façamos agora uma outra analogia: Lembremos que, a magnetização de um cilindro de aço pode ser obtida, na ausência de campos magnéticos, excepto o terrestre, fazendo girar velozmente o cilindro em torno do seu eixo. Desta forma, forma-se um novo campo magnético concentrado na superfície do cilindro. Isto está de acordo com a Teoria Electromagnética, em que qualquer carga em rotação gera um campo magnético em seu torno. Um macro exemplo deste efeito, é o campo magnético terrestre, que tem origem no movimento de cargas no interior do núcleo.

     No nosso caso particular não há cargas, somente movimento. Este movimento contínuo de rotação adquire uma aceleração específica e permanente; da mesma forma que no cilindro, forma-se um Campo de Superfície Esférico em torno de um centro. Poderíamos designar este Campo de Superfície como uma espécie de Campo Gravitacional; abaixo desta superfície não existiria qualquer campo gravitacional, isto é, onde o raio = zero a Gravidade é nula, bem como na vizinhança mais próxima do centro.

     Assim resolvia-se o problema dos infinitos na fórmula de Newton, estabelecendo que a Gravidade não existe no interior das partículas, assumindo que este é um campo de superfície e externo. Este Campo Gravitacional varia numa razão exponencial com a distância e, como tal, este campo de gravidade será muito mais forte na fronteira da superfície, formando como que uma parede de força, uma blindagem, uma campo extremamente intenso, mas que na realidade é invisível e imaterial.

     Este seria o processo de formação das partículas fundamentais!!

     Este conceito poria termo à indivisibilidade infinita da matéria!

     As partículas iludem-nos… fazem-nos supor que a matéria é material e que esta tem massa … ilusões!

     Contudo, até esta fase não lhe chamaria de Força Gravitacional; seria mais correcto designar-lhe por Força Material, responsável pela formação da matéria. Uma vez que esta Força Material não atrai; é simplesmente uma blindagem; nem tem carga, ou antes, tem carga neutra.

     Esta Força Material constituída por pequenos vórtices preencheria vários pontos do Universo Primordial, quando este tinha apenas alguns microssegundos de existência.

     Poderíamos supor que estas primeiras partículas primitivas seriam uma espécie de rotões neutros ( partículas de rotação ),  relativamente densos mas particularmente instáveis e vulneráveis. Num frenesim constante de movimentos velozes e altamente energéticos alguns desses rotões neutros primitivos seriam quebrados. Destes choques surgiriam novas partículas, mais estáveis, que designamos hoje por partículas fundamentais da matéria: os Quarks.

    Os Quarks serão, muito provavelmente, as partículas mais estáveis e mais fundamentais da matéria.

     Seguindo os padrões de uma Evolução, em direcção à sobrevivência dos mais fortes os nosso rotões neutros primitivos teriam um período de sobrevivência efémero. Instáveis, estes desintegrar-se-iam continuamente.

     Esta quebra espontânea, e também por colisão, tem origem numa força remanescente, extremamente fraca, mas determinante: a Força Fraca; que levaria a que todos os rotões neutros primitivos se desintegrassem e desaparecessem, mas deixando uma descendência: um mar de Quarks.

     Neste Universo, já mais expandido, as temperaturas começaram a baixar e isto trouxe alguma paz e serenidade a estas partículas. Este vislumbre de estabilidade permitiu criar a ordem a partir do caos.

     De acordo com os padrões cosmológicos, os físicos prevêem que:

   “ Um Universo com apenas três minutos de idade já teria formado os seus primeiros núcleos atómicos.”

     Da minha parte, devo dizer-vos que me parece um pouco cedo. A criação de um simples átomo envolve muita complexidade.

     Sabe-se que os constituintes dos núcleos são os protões e os neutrões; e que os constituintes destes são os quarks, ou antes, tripletos de quarks. Cada protão é formado por um grupo de três quarks; e cada neutrão também é formado por um grupo de três quarks. Todos os quarks têm o mesmo spin = ½. Mas os quarks não são todos iguais!

     Primeiro, são extremamente pequenos, na ordem de 10-18 m e, por isso, muito difíceis de detectar por experiências directas. Na verdade, são tão pequenos que o seu tamanho ainda não está bem determinado, e também não existe nenhuma evidência directa desta subestrutura, apenas podemos inferir a sua existência porque estes enquadram-se perfeitamente num modelo teórico da estrutura da matéria.  

     Outra característica que surge é a seguinte: os quarks têm carga eléctrica.

     Curiosamente, deverão ser os quarks as partículas que estão na origem da formação da carga eléctrica. A quebra dos rotões primitivos de carga neutra, poderá ter conduzido à quebra da própria carga, dividindo-a em cargas fraccionárias.

     O que se verifica experimentalmente é que os neutrões são constituídos por três quarks, dois de carga igual a -1/3 e um de carga igual a 2/3, o que perfaz uma carga neutra, que é a carga do neutrão. Fazendo as contas -1/3-1/3+2/3 =0

     Analogamente, os protões são constituídos por três quarks, dois de carga igual a +2/3 e um de carga igual a -1/3, o que perfaz uma carga positiva +1, que é a carga do protão.

     Existem somente dois tipos de carga nos quarks: 2/3 e -1/3.

     A primeira unificação e aglomeração de quarks terá seguido no sentido de recuperar o equilíbrio, isto é, de atingir a estabilidade eléctrica da matéria. Como tal, o agrupamento favorito seria o de três quarks que pudessem formar uma partícula electricamente estável e neutra: os neutrões.

     Esta pequena atracção eléctrica conduziu, muito provavelmente, à formação de um outro tipo de agrupamento ou agrupamentos também neutros, de um número mais elevado de Quarks, mas que de alguma forma não satisfizeram os requisitos e os interesses da Natureza. Esta forma primitiva de matéria mal sucedida, não teria evoluído e permaneceria oculta e obscura distribuída pelo vasto espaço do Universo …  deveras interessante … matéria oculta, escura, negra …

     A Natureza é inteligente. Não subestimem a inteligência da Natureza.    

     A Evolução decorre sempre num sentido de adquirir um maior grau de complexidade. Tudo tem uma razão de ser.

     Lembremos que a evolução dos Primatas desencadeou em dois troncos distintos: Chimpanzés e seres Humanos.

     Há muita matéria em falta no livro das contas do Universo.     Recentemente foi descoberto um misterioso tipo de matéria, até agora desconhecido, pois a sua presença tem permanecido oculta durante todo este tempo … trata-se da exótica Matéria Negra!