sábado, 9 de janeiro de 2016

O que aconteceu antes do Big Bang? Sabemos?

Nosso Planeta     12:53     No comments

Somos parte de um grande universo - e por um longo tempo, um dos maiores desafios em toda a ciência tem sido descobrir - Como o universo chegou aqui? O que veio antes do Big Bang?

A maioria dos cientistas acha que tem muito a ver com o Big Bang, quando basicamente, tudo começou comprimido, e muito, muito quente. Então, em algum momento, cerca de uma centena decilhões de segundo após o Big Bang, algo desencadeado inflação cósmica, quando de repente o universo expandido. Em seguida, ele rapidamente começou a arrefecer, eventualmente, evoluir para o universo que conhecemos hoje, cheio de coisas como massa e energia e luz.

Trabalhar fora os detalhes de apenas todo esse processo ... foi duro o suficiente. Mas, o fato é que ainda estamos totalmente sem noção sobre o que aconteceu antes que o universo começou a se expandir. Esta fracção inicial de uma fração de segundo é o período de um na história do universo que a física, tal como a conhecemos, não pode explicar.

É conhecido como o Planck Epoch, que se estende desde o início literal de tempo para dez milhões de trilhões de trilhões de bilionésimos de segundo depois - um ponto decimal, 42 zeros, e depois a 1. É nomeado após Max Planck, o físico que propôs que a energia foi organizada em pacotes pequenos, chamados quanta. Ele basicamente impulsionou o estudo da mecânica quântica, a ciência do muito pequeno.

Mas descobrir exatamente o que aconteceu durante a época Planck é ... um pouco complicado, porque nós simplesmente não sabemos o suficiente sobre como a física trabalhou durante esse tempo muito breve. Todos nós realmente sabemos é que, de acordo com os modelos mais amplamente aceitas, logo após o Big Bang, o universo era tão quente e denso que todas as forças do universo foram empacotados juntos ao mesmo tempo. Isso significa que, o que entendemos hoje como as quatro forças fundamentais da física - o eletromagnetismo, além das forças fracas e fortes que fazem as partículas subatômicas trabalhar da maneira que eles fazem, e gravidade - foram todos a mesma coisa.

Então, como o universo começou a esfriar, eles começaram a separar-se em forças distintas que tiveram seus próprios, efeitos individuais. Mas isso é basicamente tudo o que sabemos. Porque não temos uma maneira de descrever todas as quatro forças fundamentais de uma vez, utilizando o mesmo conjunto de equações. Por que não? Bem, basicamente, temos dois realmente excelentes modelos para a compreensão de como o universo funciona: Nós usamos a mecânica quântica para falar sobre o muito pequenas, como as partículas subatômicas, e as partículas que estão feitos, e nós temos a relatividade geral, para falar sobre o muito rápido, e para explicar como funciona a gravidade. O que é ótimo! Levou gerações de pessoas muito mais inteligentes que já viveram neste planeta para chegar a esses dois modelos. Mas ... eles são incompatíveis. Porque eles usam basicamente totalmente diferentes tipos de matemática.
 Como resultado, a física do Planck Epoch, quando essas forças foram combinados, simplesmente não faz qualquer sentido matemático.
Na mecânica quântica, por exemplo, tudo é baseado em probabilidades. Você não diria que é um elétron em um ponto particular; em vez disso, você diria que tem uma certa probabilidade de estar em um determinado ponto, mas há uma chance de que ele poderia estar em outro lugar.

Em geral relatividade, por outro lado, a gravidade é descrita principalmente sem a utilização de probabilidades. Em vez disso, você pode explicar como a força da gravidade muda o universo em torno dele usando números específicos. Que é terrivelmente útil.


Mas, com a época Planck, quando as forças estavam todos emaranhados, os físicos são confrontados com este período estranho, onde, a fim de entendê-lo, eles teriam que calcular os efeitos da gravidade em termos de probabilidades ... e ao mesmo tempo tentando descrever mecânica quântica que estavam acontecendo com números específicos, absoluta. O que é "impossível".

Porque as equações que usamos para descrever as forças usam diferentes conjuntos de regras. Obter estes conjuntos conflitantes de regras de igualar-se é uma espécie de Santo Graal da física. Isso é o que Stephen Hawking e inúmeros outros físicos foram questionador depois há décadas - uma teoria que explica todas as forças na mesma equação. A Teoria de Tudo.

Mas, por enquanto, não existe tal teoria. Assim, para a grande maioria da história cósmica, a ciência tem um bom conhecimento de como o universo chegou aqui, mesmo que ainda estamos trabalhando para fora alguns dos detalhes. Mas esses primeiros momentos ainda são um mistério, cuja solução vai mudar completamente a forma como estudar o universo.

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Nosso Planeta é um blog sobre conhecimento gerais. Criado em 2014.

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