Quantas dimensões a física conhece?
Na física, as dimensões são parâmetros utilizados para descrever os fenômenos observados. A física clássica descreve o espaço em três dimensões. A teoria da relatividade geral propõe uma geometria quadridimensional conhecida como espaço-tempo e teorias mais modernas sugerem a existência de dez ou onze dimensões. Oficialmente, apenas quatro, mas há teorias que sugerem até dez dimensões.
Uma das correntes científicas que defendem as dez dimensões é a Teoria das Supercordas, que afirma que as dez dimensões interagiriam entre si como as cordas de um violino. Mas tudo fica só na especulação: os próprios cientistas admitem que, com a tecnologia – atual, ainda não é possível comprovar as dez dimensões. Na Teoria das Supercordas, dimensões vão de uma simples reta até um conjunto de big-bangs. Antes da primeira dimensão, existe a dimensão zero, que é apenas um ponto. A conexão entre dois pontos forma a primeira dimensão, que é uma reta. Nosso conceito de largura vem dessa conexão entre os pontos. O plano é a segunda dimensão. Para ser bidimensional, um objeto precisa de dois valores numéricos (correspondentes aos nossos conceitos de largura e comprimento) para ser situado, porque ele tem dois eixos
A terceira dimensão é o espaço. Para um objeto, isso significa ganhar profundidade e se tornar tridimensional, ou seja, ser dono de três valores numéricos que o situem (largura, comprimento e profundidade)
A quarta dimensão é a duração ou o tempo. Ela é a linha que leva cada ser quadrimensional (como nós, seres humanos) do começo (eu bebê) ao final da existência (eu velhinho). Nós não percebemos essa dimensão, por isso não podemos voltar ou avançar no tempo para ver nossos “eus” passados e futuros
Na quarta dimensão, a cada momento, uma série de variáveis define o que seremos no instante seguinte. A versão que fica (o eu “normal”) é apenas uma entre infinitas que poderiam rolar (como o “eu viking”, “eu pirata” e “eu palhaço”). A quinta dimensão é o conjunto de todas essas versões
A sexta dimensão é o caminho entre as possibilidades da 5D. Seria como se todas as suas infinitas versões estivessem dispostas em um plano, como uma folha, e você pudesse dobrar essa folha, encostando um lado (o “eu normal”, por exemplo) em outro lado (como o “eu viking”)
Os vários “eus” possíveis da 6D estão dentro de um universo. A sétima dimensão pega o conceito de linha temporal da 4D e aplica a todo esse universo, traçando uma linha do tempo que começa no big-bang, evento que teria dado início a tudo
Mas não é só: a sétima dimensão também diz que, assim como cada um de nós, o universo também pode ter várias versões, e estabelece que existem universos alternativos ao nosso, originados do mesmo big-bang
O “nosso” big-bang é apenas uma possibilidade. Podem existir outros big-bangs diferentes que podem ter dado origem a outros universos, os quais também podem ter infinitas versões. A 7D reúne todos os big-bangs e todos os infinitos universos possíveis
. Imagine que cada uma dessas bolinhas da imagem acima é um dos big-bangs (com seus respectivos universos derivados) existentes na sétima dimensão. A oitava dimensão é um vértice, um ponto de intersecção a partir do qual se pode chegar a qualquer uma das “bolinhas”
Partindo da figura da 8D, imagine que o vértice é um ponto onde o plano formado antes pode ser dobrado. A nona dimensão nada mais é do que uma dobra nesse plano, para encostar um big-bang no outro e permitir viajar entre eles – como as viagens entre os “eus” na 6D
A décima dimensão é o conjunto de todos os caminhos para todos os big-bangs, que dão origem a todos os universos. Imagine pegar todas as nove dimensões e juntar tudo num pontinho. Essa é a décima dimensão – o fim do caminho, de onde não há mais para onde ir
Quantas dimensões existem no Universo?
A teoria de Einstein diz que são 4, mas há cientistas que falam em 11 ou mais. Afinal, quem é que está certo? No início do século 20, a resposta para essa pergunta era tão óbvia quanto velha. Euclides, lá na Grécia antiga, já havia sacado que são 3 as direções possíveis para qualquer movimento: para cima (ou para baixo), para a esquerda (ou para a direita) e para a frente (ou para trás). Portanto, o espaço possui 3 dimensões. Fácil, não?
Até que, em 1905, Einstein começou a bagunçar tudo. Nesse ano, ele fez 3 descobertas importantes e uma delas demonstrava que, ao contrário do que dizia a física até então, o espaço e o tempo não eram fixos e imutáveis. Na verdade, eles eram flexíveis e manipuláveis, de modo que era possível, sob certas condições, encolher o tamanho de um centímetro ou esticar a duração de um segundo. E o pior: a modificação sobre um estava atrelada à transformação do outro. Ou seja: o tempo era, do ponto de vista físico, indistinguível do espaço.
Com isso, deixou de ser possível falar em 3 dimensões – já que o tempo não podia mais ser colocado em uma gaveta distinta da das outras dimensões. Ficou claro que tudo era uma coisa só: um continuo espaço-tempo, como os físicos hoje adoram dizer.
O fim da velha geometria
Até aí, bastava incorporar o tempo, que até Euclides conhecia, à lista das 3 dimensões existentes. Mas Einstein fez questão de complicar as coisas quando, em 1915, conseguiu aprofundar sua Teoria da Relatividade. Ao estudar os movimentos acelerados, ele percebeu que a gravidade era nada menos do que uma distorção na geometria das 4 dimensões. Saía de cena a geometria euclidiana e vinha em seu lugar uma geometria não-euclidiana (em que a soma dos ângulos de um triângulo não necessariamente dá 180 graus e linhas paralelas podem se cruzar).
Não satisfeito em pôr de cabeça para baixo a geometria básica do Universo, Einstein decidiu que o passo seguinte era unificar a física toda num só conjunto de equações. Naquela época, em que ninguém conhecia ainda as forças que agiam dentro dos átomos, a tão sonhada unificação era apenas uma questão de costurar a relatividade (que explicava a gravidade) e o eletromagnetismo (responsável, como você pode imaginar, pelos fenômenos elétricos e magnéticos, ambos relacionados à partícula que aprendemos a chamar de elétron).
Dimensões ocultas
Einstein não foi muito adiante com seus esforços, mas outros foram inspirados por sua busca. Entre eles, dois se destacaram muito cedo: Theodor Kaluza e Oskar Klein. Trabalhando individualmente em meados da década de 1920, os dois perceberam que, se a relatividade geral fosse reescrita para acomodar 5 dimensões, em vez de 4, as equações do eletromagnetismo brotavam naturalmente dela.
Mas tinha um probleminha: até onde se pode ver, o Universo não tem 5 dimensões, apenas 4. Klein, em 1926, sugeriu que não podíamos ver a 5a dimensão porque ela estaria enrolada em si mesma, como um tubinho minúsculo.
De lá para cá, outras forças que agiam no interior do átomo foram descobertas e, por algum tempo, a idéia de dimensões extras foi esquecida. Foi então que surgiu a Teoria das Supercordas – a noção de que as partículas que compõem o Universo poderiam ter a forma de cordas vibrantes (com cada vibração dando as características da partícula).
Os físicos desconfiam que, a partir dessa premissa, seria possível descrever todos os componentes da natureza numa única teoria – mas só se o Cosmos possuísse nada menos que 26 dimensões.
Uma dimensão enrolada escondida, vá lá. Mas quem vai acreditar em 22 dimensões escondidas? Como explicar que 4 dimensões são aparentes e as outras todas ficam ocultas? Pois é, como os próprios físicos achavam essa idéia difícil de engolir, começaram a trabalhar numa forma de reduzir o número de dimensões necessárias. Hoje eles já conseguiram fechar com 10 ou 11 dimensões – e muitos pesquisadores acreditam que o número não vai cair muito mais que isso. Ou seja, se a Teoria das Supercordas estiver certa, o Universo deve estar cheio de dimensões enroladas e, portanto, invisíveis.
Dimensões extras e supercordas.
Pare. Olhe ao seu redor. Todas as coisas, visíveis ou não, são feitas de partículas tão pequenas que muitos acham seus tamanhos difícil de compreender. Longe de nossas experiências cotidianas, eles se movem em velocidades rápidas e só podem ser observados com algumas das tecnologias mais poderosas conhecidas pela ciência. Eles são os átomos. A maioria das pessoas pelo menos já ouviu falar de átomos, e muitos sabem que eles são feitos de um núcleo contendo prótons (carga positiva) e nêutrons (sem carga). Em torno do núcleo está a nuvem de elétrons, contendo elétrons carregados negativamente. No entanto, estas partículas subatômicas não são os menores componentes da matéria.
Por exemplo, os prótons e os nêutrons são feitos de partículas conhecidas como quarks. Se fôssemos ampliar e dissecar estas partículas minúsculas, que compõem toda a matéria no universo, muitos acreditam que veríamos algo surpreendente – cordas vibratórias. Esta é a ideia fundamental da teoria das supercordas – que os elétrons e quarks que compõem toda a matéria no universo não são objetos sem dimensão, mas cordas unidimensionais. Essas sequências oscilam, dando as partículas acima mencionadas sua carga, massa, rotação, e sabor (sim, os neutrinos têm sabor). Assim como as diferentes vibrações de uma corda de violão produzem diferentes sons, diferentes oscilações das cordas produzem diferentes características de partículas subatômicas. Sob a visão geral poética da teoria das cordas está o uso da matemática mais avançada do mundo. Aqueles que desejam seguir estudando a teoria das cordas devem primeiro estudar cálculo (simples e multivariado), geometria analítica, trigonometria, equações diferenciais parciais, probabilidade e estatística, e a lista continua crescendo.
Apesar da complexidade, já foi provado que a teoria das cordas é matematicamente consistente quando testada. Devido a essa consistência, a teoria das cordas é a candidata principal para a Teoria do Tudo ou Teoria M – uma teoria muito procurada por Albert Einstein. Essa teoria seria capaz de explicar absolutamente tudo no universo, e é o alvo de maior desejo dos físicos. Se a teoria das cordas realmente for precisa e correta, nós seremos capazes de explicar todos os eventos físicos conhecidos em nosso universo – desde as mais ínfimas partículas subatômicas aos eventos que ocorrem no interior dos buracos negros.
A teorias as cordas traz consigo um elemento comumente encontrado em romances de ficção científica: o conceito de dimensões extras. A ideia pode parecer loucura no início, mas a matemática por trás dessas outras dimensões parece ser verdadeira até agora. Vivemos em um universo tridimensional (quatro se incluirmos a dimensão do tempo). No entanto, a teoria das cordas sugere que há um total de dez dimensões diferentes (11 no total, incluindo o tempo). Testes matemáticos que têm sido feitos mostram que isso é verdadeiramente possível. Se não fosse este o caso, a teoria das cordas teria sido abandonada há muito tempo.
Fonte: http://misteriosdomundo.com
https://universogenial.wordpress.com/
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