7 perguntas ainda não respondidas pela Física

 Na Física, existem diversas perguntas sobre o Universo, átomos, gravidade, matéria, tempo, entre outros assuntos, que permanecem sem respostas.

O formato das galáxias depende da existência de uma matéria exótica chamada matéria escura.

Às vezes, pode parecer que a Física tem a resposta de todas as nossas dúvidas sobre a natureza e a realidade, entretanto, não é bem assim. Sempre que se obtém uma nova pista sobre como o mundo funciona, novas dúvidas surgem, e é assim que a Física funciona: criando novas perguntas. 

Conheça, neste artigo, algumas das principais perguntas que a Física propôs e que ainda não foi capaz de responder: 

1. O que é matéria escura?

O movimento e a conformação das galáxias da forma como as conhecemos hoje seriam impossíveis se considerássemos somente o conhecimento que temos atualmente sobre a gravitação. De acordo com esse conhecimento, já avançado, graças às teorias da relatividade de Albert Einstein, a quantidade de matéria observável presente nas galáxias é insuficiente para explicar, entre outras coisas, o seu formato. 

Dessa forma, prevê-se que exista um tipo exótico de matéria, batizado de matéria escura. Estima-se que 85% da matéria de todo o Universo sejam formados por matéria escura, um tipo diferente de matéria, que permeia todo o espaço e que não interage com a matéria ordinária por outros meios se não pelos efeitos gravitacionais. De fato, a cosmologia ainda não foi capaz de explicar do que se trata esse tipo de matéria, quais as suas propriedades ou, sequer, detectá-la. 

2. Assimetria entre matéria e antimatéria

Para cada tipo de partícula conhecida existe uma antipartícula, isto é, trata-se de partículas idênticas, apenas com a carga elétrica invertida. Por exemplo, para o elétron ordinário, de carga negativa, existe uma antipartícula, chamada pósitron, dotada de carga elétrica positiva. A maior dúvida da Física sobre a antimatéria é: se matéria e antimatéria têm propriedades iguais, por qual razão as quantidades de matéria e antimatéria não são iguais no Universo? A assimetria bariônica é um dos problemas vigentes da cosmologia. 

3. O tempo é linear?

De acordo com os conhecimentos da Física clássica, o tempo é linear, ou seja, não pode ser acelerado, retardado, muito menos revertido. Além disso, de acordo com a 2ª Lei da Termodinâmica, todos os fenômenos físicos acontecem espontaneamente em um único sentido, que é definido de acordo com a mudança de uma grandeza física termodinâmica conhecida como entropia. É graças a isso que conseguimos diferenciar um vídeo normal de um vídeo que foi gravado de trás para frente, por exemplo. 

Algumas teorias recentes sobre a natureza do tempo, como a Teoria da Relatividade Geral, elaborada por Einstein, permitem a existência de estruturas chamadas pontes de Einstein-Rosen, comumente conhecidas por buracos de minhoca. Segundo especulações, os buracos de minhoca permitiriam que viagens temporais ocorressem, levando-nos ao passado ou ao futuro, da mesma forma como mudamos a nossa posição ao deslocarmo-nos de um ponto a outro. 

4. O que havia antes do Big Bang?

Embora essa não seja uma pergunta recorrente entre os acadêmicos de Física, muitos leigos perguntam-se sobre a origem do suposto átomo primordial que dera origem ao Universo. A Física ocupa-se em descrever os mecanismos que levaram à origem e ao desenvolvimento das estrelas e galáxias. 

Foi por essa razão que a teoria do Big Bang surgiu: uma tentativa de explicar a expansão acelerada do Universo, bem como as diferentes velocidades de afastamento das galáxias. Aparentemente, a teoria do Big Bang é capaz de explicar esses fenômenos e também a existência da radiação cósmica de fundo. No entanto, para que isso fosse possível, algumas suposições foram assumidas, como a provável existência da singularidade antes do início do período de inflação do Universo. 

Existem algumas teorias que afirmam que a energia do Universo sempre existiu, que ela nunca teve um início e nunca terá um fim, entretanto, algumas outras afirmam que o Universo surgiu espontaneamente e desaparecerá, eventualmente, da mesma forma. De qualquer forma, todas essas são passam de teorias, sem qualquer comprovação experimental que as reforce. 

5. O Universo é finito?

Os físicos buscam incessantemente responder a essa pergunta, para isso, fazem uso de telescópios extraordinariamente precisos, capazes de enxergar com resolução infinitamente superior à do olho humano. 

Os astrônomos vasculharam o céu noturno ao longo dos últimos anos buscando padrões de repetições em nossa volta. Caso o Universo fosse finito, poderíamos ver quando alguma estrela ou constelação repetida. A resposta sobre isso é um pouco assustadora: percorrendo os telescópios distâncias de até 13,8 bilhões de anos-luz (a distância que a luz percorre durante um ano no vácuo), não se observou qualquer repetição. 

O tamanho mínimo aceito para o Universo é de 13,8 bilhões de anos-luz. Entretanto, isso não significa que ele seja desse tamanho. De fato, esse número é atribuído não ao raio do Universo, mas ao raio do Universo observável: aquilo que podemos observar, com base na resolução de nossos telescópios mais avançados. 

6. Por que há no Universo mais elementos pares que ímpares?

O efeito Oddo-Harkins estabelece que a abundância cósmica dos elementos de número atômico par, presentes na Tabela Periódica, é maior do que a dos seus elementos adjacentes e ímpares. Por exemplo, existe mais carbono no Universo (número atômico 6) do que boro (número atômico 5) e nitrogênio (número atômico 7). 

Existem algumas teorias a respeito desse comportamento, uma delas diz respeito à nucleossíntese, que ocorre no interior das estrelas: o processo de fusão nuclear ocorre com átomos de hélio (número atômico 2), portanto, a adição de átomos de hélio levaria somente à formação de elementos de número atômico par. Logo, a perda ou o ganho de um ou mais prótons transmutaria os elementos pares em elementos ímpares. 

7. Gravidade quântica

Até então, a Física não foi capaz de unir a força gravitacional ao modelo padrão da Física de partículas, isto é, ainda não foi possível unificar a explicação das demais forças da natureza à noção de gravidade. 

Alguns modelos sugerem a existência de um bóson que foi batizado de graviton. De acordo com a teoria quântica da gravidade, a interação gravitacional é mediada por essa partícula que não possui massa nem carga. Além disso, de acordo com o artigo científico de 2004, chamado “Can gravitons be detected?”, escrito pelos físicos Tony Rothman e Stephen Boughn e publicado na revista científica Foundations of Physics, em razão do seu minúsculo “tamanho”, seria praticamente impossível observar diretamente a existência de um graviton.

Por Me. Rafael Helerbrock