Capítulo XVI

 

TEORIA QUÂNTICA DA GRAVIDADE

 

2. QUANTIZAÇÃO DA MATÉRIA

 

“ Os átomos não são coisas.”

 - Werner Heisenberg -

 

 

     Em geral, em Física, um campo tem sempre uma partícula associada e a existência do Bosão de Higgs explicaria porquê que os corpos têm tendência para resistir a uma mudança de velocidade. Ou seja, o facto de todos os corpos apresentarem Inércia é visto, segundo esta teoria, como se estes estivessem imersos e envolvidos por um imenso Campo de Higgs que oferece resistência ao deslocamento da matéria, tal como um objecto que se desloca num líquido e sente forças de viscosidade.

     Esta partícula ainda não foi detectada. E é esta partícula que se pretende descobrir no LHC (Grande Colisor de Hadrões) em Genebra.

     Parece importante …

     Os físicos trabalham intensamente e aceleram a sua busca para encontrar indícios do Bosão de Higgs entre os imensos rastos de misturas de colisões de partículas.

     A este bosão também já lhe foi atribuído um outro nome, a partícula de Deus. Isto porque se considera que esta partícula está associada à origem da massa das partículas … à estrutura mais íntima da matéria … à Quantização da Matéria!

     Este é um assunto que muito interessa a todos nós cientistas e a qualquer físico e que continua extremamente difícil de explicar, os limites finais da matéria, a quantização da massa, e a sua origem física, portanto.

     Façamos primeiro um ligeiro desvio a um acelerador de partículas.

     Repetições da Natureza apresentam-nos as mesmas partículas mas com massas relativamente diferentes, ou seja, sempre que se aumenta a energia num acelerador de partículas obtém-se um Modelo Padrão que corresponde exactamente às mesmas partículas, com as mesmas características de carga e spin, mas com uma única diferença que é: massas mais pesadas.

     Sempre que se aumenta a energia … aumenta a massa das partículas. Isto acontece, muito provavelmente, porque a energia deve fornecer massa! Se só estamos a aumentar a energia …

     Por esta ordem, se continuarmos a aumentar as energias, vamos continuar a obter as mesmas partículas, e muitas outras diferentes possivelmente, mas com massas ainda mais pesadas, mais instáveis e com um tempo de vida efémero. Pois as energias deste nosso Universo não se adequam à existência dessas partículas …

     Em minha opinião os aceleradores de partículas criam Universos Virtuais … e ao contrário daquilo que pretendem oferecer, estas elevadas energias estão muito longe de recriar as condições do nosso Universo Primordial.

     Estas repetições de partículas podem ser processadas quase continuamente e infinitamente … mas é preciso alguma cautela, um acelerador de partículas suficientemente potente, em vez de criar uma partícula muito pesada, pode conseguir criar um Buraco Negro mesmo em cima da superfície da Terra!

     Saliente-se que há uma ideia importante a reter, todas estas partículas experimentalmente possíveis, não são as partículas que existem à nossa volta, não compartilham do nosso espaço-tempo, como tal se não existem a maior parte dessas partículas na forma de matéria estável, pessoalmente, não compreendo de que modo é que essa classificação extensa de inúmeras partículas possa trazer uma grande vantagem para a compreensão do nosso Universo …

     Este longo cortejo de partículas altamente instáveis detectadas em aceleradores   como   resultado  de   choques   frontais   entre   protões  e  anti-

-protões, electrões e anti-electrões, libertam muita energia e muitas novas partículas artificiais.

     Actualmente já estarão classificadas mais de 400 dessas novas partículas! São imensas partículas …

     Mas as três verdadeiras partículas ou objectos quânticos que formam os núcleos dos átomos e toda a matéria estável, desde o nosso corpo a tudo o que nos rodeia, são apenas três: Quark up (cima), Quark down (baixo) e o Electrão. Estas são as únicas partículas com massa estável neste Universo.

     De acordo com a equação de Einstein E = m c2 há uma proporção e uma relação íntima entre Massa e Energia.

     A primeira verificação objectiva deste conceito consistiu na seguinte experiência:

      Fez-se incidir um feixe de protões acelerados sobre uma amostra de Lítio; que é um metal leve de massa atómica nº 7, isto é, contém no seu núcleo três protões e quatro neutrões. Quando o núcleo do átomo de Lítio era bombardeado por um protão, constaram que o núcleo de Lítio cindia e desdobrava-se em dois novos núcleos de Hélio, constituídos por dois protões e dois neutrões cada um. Isto é, a soma total das partículas iniciais era igual ao número das partículas finais:

     Núcleo de Lítio ( 3 protões + 4 neutrões ) + 1 protão bombardeante =  dois núcleos Hélio ( 4 protões + 4 neutrões ) .  Entende-se então que o protão bombardeante colidiu com o núcleo de Lítio; numa primeira fase ingressou dentro do núcleo; e em seguida estilhaçou-se produzindo dois núcleos de Hélio, ou também designadas por partículas alfa. De tal forma que, o número total de partículas permaneceu o mesmo, como era de esperar.

     No entanto, surgiram alguns dados intrigantes desta experiência. A medida das somas das massas dos dois núcleos de Hélio era inferior à soma das massas do protão e do núcleo de Lítio medidos inicialmente. O que significava, na prática, que havia massa em falta!

     Por outro lado, a energia total resultante demonstrou ser superior à soma das energias do protão bombardeante e do núcleo de Lítio! A contrapartida foi, então, um ganho de energia!

     Todas as experiências do mesmo género conduziram ao mesmo resultado, de tal forma que, estas transformações provocavam um desaparecimento de massa e um aparecimento de um excesso de energia.

     É este o princípio base que decorre numa central de energia nuclear. Para o processo de cisão nuclear de elementos de Urânio assiste-se que um desaparecimento de uma ínfima quantidade de massa pode ser acompanhado por uma libertação de uma enorme quantidade de energia!

     A possibilidade desta transformação já tinha sido prevista teoricamente há vinte anos atrás, em 1905, por Albert Einstein, estabelecendo esta relação na sua famosa expressão E = m.c2.

     Esta conclusão é, nos dias de hoje, uma aquisição definitiva, contudo, não podemos esquecermo-nos de que o processo inverso também pode ocorrer. Com isto pretendo dizer que a Energia também é susceptível de se transformar em Massa, de acordo com a mesma expressão m = E / c2 !

     E é este o processo que tem estado a ser aplicado nos aceleradores de partículas. Porque a massa resultante só depende da velocidade das partículas bombardeantes, bem como da energia das partículas bombardeantes.

     É muito lógico detectar que quando se aumenta a energia também se assista a um aumento da massa!

     Quais os mecanismos exactos pelos quais isso se processa, não saberei dizer … esse é o grande segredo da Natureza!

     Bem como descodificar quais os mecanismos exactos que estabelecem a produção da carga, também não saberei dizer … a carga elementar do electrão é outro dos grandes segredos da Natureza. Apesar de cargas eléctricas determinarem a existência de um campo electromagnético, desconhecemos, porém, a razão pela qual a carga eléctrica se faz presente e também não conhecemos as leis que regem e originam o comportamento íntimo dessas correntes permanentes.

     No entanto, o que é facto é que a matéria concentra uma enorme quantidade de energia. E quanto menor for a dimensão da matéria que se pretende alcançar maior a quantidade de energia necessária a despender e, consequentemente, maior a complexidade envolvida. 

     Quer isto dizer que, se pretendermos retirar um electrão a um átomo, temos de aplicar uma certa quantidade de energia, correspondente à sua energia de ionização. Mas se pretendermos retirar um quark do núcleo do átomo, isso já não é tarefa fácil …

     O que se assiste nos dias de hoje é que ainda não conseguimos aplicar a energia suficiente para ionizar o núcleo, isso é, retirar um quark do núcleo do átomo; ou então, ainda não aplicámos a energia certa … de tal forma que nunca se verificou a existência de um quark livre e solitário. Isto demonstra que a energia de ligação entre os quarks deve ser elevadíssima.

     A energia necessária para libertar cargas eléctricas, electrões, dos seus átomos é de alguns electrão-volt. Porém, excitar um quark requer energias na ordem de Mega electrão-volt.

     As forças entre quarks são muito mais poderosas que as electromagnéticas e por isso oferecem maior resistência à excitação.

     Os limites fundamentais da matéria, as suas partículas mais ínfimas e pequenas, designadas por quarks, concentram enormes quantidades de energia, enormes …

     Numa analogia muito breve e com uma sequência exponencial muito simples, podemos recordarmo-nos do valor da Energia Atómica ( Bomba Atómica ), depois da Energia Nuclear ( Bomba Hidrogénio ) e na escala seguinte talvez possamos ficar com uma ideia do quão elevada é a Energia Quarkónica!

     Os limites da matéria envolvem uma grande quantidade de energia, porque a matéria mais não é do que uma forma de concentração de energia. A matéria é a mais pura forma de energia!

     A solidez da mesa em que me debruço é resultante das forças que ligam os átomos uns aos outros. Não é resultado da concentração da matéria. Essa força de resistência é resultante das forças de equilíbrio entre as moléculas que são suficientemente fortes para produzirem a consistência de tudo o que nos rodeia. Mas esta mesa é composta essencialmente por espaço vazio.

     Todo o nosso corpo é na prática composto essencialmente por espaço vazio, que de alguma forma nos parece sólido, concreto, material … mas na realidade não é.

     Nem imaginam o quão vazia é a matéria. A sua densidade aparente advém somente da concentração do campo, da energia!

     Se considerarmos efectivamente a quantidade de matéria que preenche um átomo o que nos sobra é essencialmente 99% de espaço vazio.

     E as suas partículas constituintes que nos parecem sólidas, são apenas fruto da escala em que as tentamos observar.

     Se pudéssemos observá-las mais de perto, constataríamos que tudo se desvanece num espaço preenchido de forças e de campos intensos e inimaginavelmente fortes … porque os átomos, não são ‘coisas’!

     Mas continuamos com o preconceito de que a matéria é sólida e, como tal,  quantizável. Se a carga do electrão obedece a um valor mínimo que é ‘e’, pensa-se que analogamente a matéria obedecerá ao mesmo padrão mínimo que será ‘m’. Por isso, procura-se incessantemente a quantidade mínima e indivisível da matéria. Desenvolve-se muitos esforços no sentido de quantificar a antiga Gravidade, a quantização da massa, os limites da matéria, porque acredita-se que tudo no Universo tem uma unidade quântica …

     A quantização da matéria, a unidade base de massa, não vão encontrá-la, porque ela não existe. Não nessa forma …

     Que provas é que temos para achar que a matéria é sólida e consistente e, consecutivamente, quantizável?!

     Se pensarmos efectivamente como é que agarramos os objectos, no que é que tocamos realmente … se conseguirmos reflectir sobre esta simples questão, iremos descobrir a resposta correcta acerca da quantização da matéria …

     Se reflectirem um pouco sobre este tema, constatarão que a resposta a esta pergunta é uma só: é que na Natureza nada se toca!

     Cada partícula é composta por um campo próprio e independente, extremamente forte. Nós nunca tocamos efectivamente nos objectos. Nós nunca tocamos realmente em nada. Tudo interage através de forças e campos. O toque da matéria é uma ilusão, uma possibilidade interdita no nosso Universo. Como tal, a existência de unidades densas e compactas de matéria violaria este princípio … porque as linhas de campo concentram-se mas nunca se tocam, nunca se cruzam … e a matéria é uma forma de energia.

     A melhor ideia que podemos ter para conseguirmos imaginar a massa é visualizá-la como energia em movimento.

   Se relacionarmos a segunda lei de Newton F = m.a com a fórmula do campo eléctrico F = Q.E , podemos dizer que:

 

m.a = Q. E

 

 m = Q. E. / a

 

     Esta será a fórmula mais legítima para explicar o conceito de matéria. 

     E podemos dizer que, a matéria fundamental é o estado adquirido por uma carga sujeita a um campo energético em aceleração.

     Esta seria a melhor aproximação para a definição de massa. Pois, a densidade não representa a quantidade de massa por unidade de volume. A densidade da matéria representa a quantidade de energia que existe num determinado volume.

     A massa é uma estrutura fictícia, uma blindagem, uma resistência, um campo de superfície, constituído por uma energia em equilíbrio dinâmico.

Se por acaso conseguíssemos romper esse equilíbrio, o objecto desvaneceria … e no seu lugar apareceria uma enorme explosão de energia! 

     A quantização da matéria não é possível porque, não existem unidades de massa reais, como tal, não existem unidades mínimas de matéria! A própria matéria é uma ilusão da Natureza!  Se calhar é uma ideia um pouco difícil de conceber, porque estamos habituados a ver coisas, os objectos ‘materiais’ … é difícil tentar explicar que eles não estão, de facto, lá materialmente.

     Podemos considerar a matéria como hologramas densos de energia, como nós no campo. 

     De acordo com a equação de Einstein E = m.c2 , a teoria diz-nos que a Energia tem massa e que a massa é uma forma de energia. E isto é tão verdade que, um relógio de pêndulo que oscila é ligeiramente mais pesado do que outro que está parado, isto porque a Energia Cinética do pêndulo tem massa! Na verdade, as coisas parecem-nos ter massa porque possuem Energia de Movimento. As coisas não têm massa, propriamente dita. Os objectos têm energia em movimento. Quanto mais depressa uma coisa se move mais energia tem, e quanto mais energia um objecto tem mais maciço se torna.

     Esta ideia de que a matéria é uma forma de energia ou de campo, não é nova, e já esteve presente em várias mentes no passado.  Em 1844, Faraday demonstrou que as suas ideias estavam muito avançadas para a época. Expôs publicamente, pela primeira vez, as suas ideias acerca das linhas de força e campos em dois trabalhos que apresentou à Royal Institution. Na sua visão de sucesso, anteviu a perspectiva da Teoria do Campo Quântico do séc. XXI, considerando uma substituição para o conceito de átomo, argumentando que não poderia existir uma diferença real entre o chamado espaço e os átomos no espaço, considerando estas duas versões como manifestações da mesma substância e que ambas deveriam ser consideradas como meras concentrações das linhas de força, como nós no campo electromagnético.

     Com a sua teoria visionária, Faraday rejeitou o conceito de éter bem como o de partículas materialmente reais. E em seu lugar, deixou-nos uma imagem do Universo constituído por, nada mais, nada menos, do que uma teia de campos em interacção!

     Outra mente, também avançada para a época, transportava consigo a mesma ideia, como podemos perceber pela seguinte citação:

 

“ A Teoria da Relatividade ensina que a matéria representa um enorme reservatório de energia, e que a energia significa matéria. Nestas condições, não podemos separar qualitativamente matéria e campo, porque a distinção entre massa e energia não é de facto qualitativa (…) a matéria existe onde se encontra uma grande concentração de energia (…) a distinção entre matéria e campo é quantitativa em vez de qualitativa.” - Albert Einstein -.

 

     Muitas vezes lê-se que Einstein desperdiçou a segunda metade da sua vida, que não produziu mais nada de interessante.

     Uma vez revelada uma teoria tão importante como a Teoria da Relatividade, nada do que lhe pudesse suceder poderia ser de carácter menor ou de dimensão inferior.

     Podemos imaginar a grande pressão a que estaria sujeito, ao não conseguir concluir a tempo os pormenores da sua teoria final. Talvez não tivéssemos compreendido a mensagem que ele nos pretendia transmitir … e ainda não sabia como …

 

   “ Podemos olhar para a matéria como as regiões do espaço onde o campo é extremamente forte (…) o campo é a única realidade.” - Albert Einstein -1938.

 

     A ideia básica que todos conhecem e que aprendemos com facilidade, de que na matéria normal a massa é a fonte da sua gravidade, terá de ser abolida e substituída  pela Nova Teoria da Gravidade.

     Por todas as razões aqui apresentadas, sinto-me na obrigação de constatar que a Gravidade não é um fenómeno quântico, mas sim um fenómeno atómico. Assim sendo, tenho necessariamente de concluir que … não há nenhuma necessidade de construir uma Teoria Quântica da Gravidade!    

     Deste raciocínio segue-se que, se a Força da Gravidade não existe como Força original do Cosmos, logo, também não existe nenhum mensageiro, nenhuma partícula mediadora desse campo … o Gravitão!

     Como também é impossível quantificar a matéria,  porque a matéria é energia …

      E estão 3000 investigadores no acelerador de partículas em Genebra à procura de partículas fantasma!!