O universo elegante

Vibrando com as cordas

Chamá-la de tentativa de abafar a verdade seria muito dramático. Porém, por

mais de meio século — mesmo em meio às maiores conquistas científicas da

história — os físicos conviveram em silêncio com a ameaça de uma nuvem escura

no horizonte.

O problema é o seguinte: a física moderna repousa em dois pilares. Um é a

relatividade geral de Albert Einstein, que fornece a estrutura teórica para a

compreensão do universo nas maiores escalas: estrelas, galáxias, aglomerados de

galáxias, até além da imensa extensão total do cosmos. O outro é a mecânica

quântica, que fornece a estrutura teórica para a compreensão do universo nas

menores escalas: moléculas, átomos, descendo até aspartículas subatômicas,

como elétrons e quarks. Depois de anos de pesquisa,os cientistas já confirmaram

experimentalmente, e com precisão quase inimaginável, praticamente todas as

previsões feitas por essas duas teorias.

Mas esses mesmos instrumentos teóricos levam de forma inexorável a uma

outra conclusão perturbadora: tal como atualmente formuladas, a relatividade geral e

a mecânica quântica não podem estar certas ao mesmotempo. As duas teorias que

propiciaram o fabuloso progresso da física nos últimos cem anos — progresso que

explicou a expansão do espaço e a estrutura fundamental da matéria — são

mutuamente incompatíveis.

Se você ainda não ouviu falar dessa feroz controvérsia, deve estar

perguntando qual a razão dela. A resposta não é difícil. Em praticamente todos os

casos, com exceção dos mais extremos, os físicos estudam coisas que ou são

pequenas e leves (como os átomos e as partículas que os constituem) ou enormes e

pesadas (como as estrelas e as galáxias), mas não ambos os tipos de coisas ao

mesmo tempo. Isso significa que eles só necessitam utilizar ou a mecânica quântica

ou a relatividade geral, e podem desprezar sem maiores preocupações as

advertências do outro lado. Esta atitude pode não trazer tanta felicidade quanto a

ignorância, mas anda perto.

Porém o universo está cheio de casos extremos. Nas profundezas do interior

de um buraco negro uma massa enorme fica comprimidaa ponto de ocupar um

espaço minúsculo. No momento do big-bang, o universo inteiro emergiu de uma

pepita microscópica, perto da qual um grão de areiaé algo colossal. Esses são

mundos mínimos mas incrivelmente densos, que por isso requerem o emprego tanto

da mecânica quântica quanto da relatividade geral. Por motivos que ficarão mais

claros à medida que avançarmos, as equações da relatividade geral e da mecânica

quântica, quando combinadas, começam a ratear, trepidar e fumegar, como um

carro velho. Falando de maneira menos figurativa, quando se juntam as duas

teorias, os problemas físicos, ainda que bem formulados, provocam respostas sem

sentido. Mesmo que nos resignemos a deixar envoltasem mistério questões difíceis

como o que ocorre no interior dos buracos negros oucomo se deu a origem do

universo, não se pode evitar a sensação de que a hostilidade entre a mecânica

quântica e a relatividade geral clama por um nível de entendimento mais profundo.

Será verdade que o universo, no seu nível mais fundamental, apresenta-se

dividido, requerendo um conjunto de regras para as coisas grandes e outro, diferente

e incompatível, para as coisas pequenas?

A teoria das supercordas, uma criança em comparaçãocom as veneráveis

teorias da mecânica quântica e da relatividade geral, responde a essa pergunta com

um sonoro não. Pesquisas intensas de físicos e matemáticos em todo o mundo

revelaram, na última década, que essa nova maneira de descrever a matéria no

nível mais fundamental resolve a tensão entre a relatividade geral e a mecânica

quântica. Na verdade, a teoria das supercordas revela ainda mais: a relatividade

geral e a mecânica quântica precisam uma da outra para que a teoria faça sentido.

De acordo com a teoria das supercordas, o casamentoentre as leis do grande e do

pequeno não só é feliz como também inevitável.

Essa é uma boa notícia. Mas a teoria das supercordas — ou simplesmente

teoria das cordas — leva essa união muito mais adiante. Durante trinta anos Einstein

buscou uma teoria unificada da física que entrelaçasse todas as forças e todos os

componentes materiais da natureza em um único conjunto de teorias. Ele fracassou.

Agora, ao iniciar-se o novo milênio, os proponentesda teoria das cordas proclamam

que os fios dessa difícil obra de tecelagem já foram identificados. A teoria das

cordas tem a capacidade potencial de demonstrar quetodos os formidáveis

acontecimentos do universo — da dança frenética dosquarks à valsa elegante das

estrelas binárias, da bola de fogo do big-bang ao deslizar majestoso das galáxias —

são reflexos de um grande princípio físico, uma equação universal.

Como esses aspectos da teoria das cordas requerem uma mudança drástica

nos nossos conceitos de espaço, tempo e matéria, é necessário deixar passar algum

tempo para que nos acostumemos a essas transformações. Mas logo ficará claro

que, vista no contexto correto, a teoria das cordasé uma conseqüência natural,

ainda que extraordinária, das descobertas revolucionárias da física nos últimos cem

anos. Veremos que o conflito entre a relatividade geral e a mecânica quântica na

verdade não é o primeiro, mas sim o terceiro de umasérie de choques cruciais

ocorridos no século XX, confrontos cujos resultadosprovocaram revisões

estonteantes na nossa visão do universo.