O que governa silenciosamente todo o universo?

(Jornal Dan Tri) - As constantes fundamentais não são apenas números secos; elas são a base que molda toda a existência do universo.

O valor misterioso de uma constante

Ilustração mostrando como a força gravitacional de uma galáxia curva o espaço-tempo de acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein (Imagem: Science Library).

Ao observarmos o céu noturno, muitas vezes nos perguntamos por que o universo existe da maneira que existe: da vida, das estrelas, dos planetas até mesmo da humanidade. Mas poucos percebem que tudo no universo é regido por um grupo especial de números, conhecidos como as constantes fundamentais da natureza.

Esses números não são invenções humanas, mas sim valores fixos que descrevem como as forças e a matéria no universo interagem entre si.

Por exemplo, a velocidade da luz no vácuo é sempre aproximadamente 299.792.458 m/s, a constante gravitacional G é 6,674 x 10⁻¹¹ m³/kg/s², ou a massa de um elétron é 9,1 x 10⁻³¹ kg…

Esses são números que, se alterados minimamente, poderiam modificar completamente o universo, e a vida poderia até mesmo deixar de existir. A grande questão é: por que esses números têm o mesmo valor? De onde vieram? É apenas uma coincidência?

Graças à física, podemos construir equações e modelos muito precisos para descrever o mundo — desde a queda de uma pedra até a expansão de todo o universo. No entanto, cada equação requer alguns valores de entrada, ou seja, constantes.

São como as "vigas" que sustentam o edifício da física moderna. Mas, curiosamente, nenhuma teoria atual consegue explicar sua origem. Os cientistas só podem medir seus valores experimentais e incorporá-los em modelos.

Imagine que você está simulando o movimento de uma bola. Você poderia usar as leis de Newton para descrever as forças em ação, mas precisa saber "qual a intensidade da gravidade". Essa informação não vem do modelo; precisa ser medida na realidade.

Da mesma forma, constantes como a intensidade da força eletromagnética, a constante de Planck ou a proporção entre partículas elementares são parâmetros "dados" que não podem ser calculados a partir dos fundamentos teóricos atuais.

As constantes são realmente "imutáveis"?

Einstein foi o autor da teoria da relatividade geral, que inclui o conceito da constante gravitacional G - uma grandeza indispensável para descrever o grau de "curvatura" do espaço-tempo (Foto: Getty).

O problema torna-se mais intrigante quando os físicos perguntam: esses números são realmente "constantes", ou seja, nunca mudam?

Se alguma delas mudar, mesmo que ligeiramente, ao longo do tempo, do espaço ou das circunstâncias físicas, significa que elas não são verdadeiramente fundamentais, mas meramente manifestações de uma teoria mais profunda ainda a ser explorada .

Para verificar isso, os cientistas projetaram inúmeros experimentos de alta precisão, tanto na Terra quanto no espaço. Em laboratório, eles usaram relógios atômicos. Esses são dispositivos extremamente sofisticados que podem detectar as menores mudanças nas oscilações atômicas e acompanhar as alterações ao longo do tempo em constantes como a constante de estrutura fina (FSC).

Até o momento, a precisão das medições atingiu um nível em que mudanças de um bilionésimo de ano podem ser detectadas, mas nenhuma mudança significativa foi registrada ainda.

Do ponto de vista astronômico, os pesquisadores observam a luz dos quasares — objetos celestes extremamente brilhantes localizados a bilhões de anos-luz da Terra. Eles também analisam a radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB), que é o remanescente da luz dos estágios iniciais da formação do universo.

A ideia aqui é que, se as constantes tivessem mudado em um passado remoto, a luz de objetos celestes distantes seria afetada e apresentaria diferenças. No entanto, as observações ainda mostram a estranha estabilidade dessas constantes.

É importante notar que não podemos ter 100% de certeza de que sejam constantes. Mesmo sem detectar qualquer mudança, sempre existe um grau de incerteza em qualquer medição e, portanto, sempre existe a possibilidade de que as constantes estejam mudando, mas a uma taxa muito pequena para ser detectada.

O universo ainda guarda muitos mistérios.

As constantes fundamentais não são apenas números abstratos; elas são a base que molda toda a existência do universo. Elas determinam como as forças interagem, os átomos se formam, as estrelas queimam e a vida se desenvolve.

Se esses números estivessem minimamente errados, o universo poderia ser vazio, caótico ou completamente desprovido de vida como a conhecemos hoje.

No entanto, a ciência ainda não explicou "por que elas são assim". Essas constantes são resultado do acaso? Ou são a manifestação de uma teoria cosmológica mais profunda, além da nossa compreensão atual?

Talvez ainda não tenhamos as respostas, mas continuar a questionar e a aprender sobre elas pode levar a humanidade a um ponto de virada importante na física moderna — assim como a relatividade e a mecânica quântica revolucionaram a ciência do século XX.

Fonte: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/thu-gi-am-tham-chi-phoi-ca-vu-tru-20250525082833517.htm