1 00:00:24,440 --> 00:00:25,926 Em 1912, 2 00:00:25,941 --> 00:00:29,448 num balão de ar quente a cerca de 5 km da superfície da Terra, 3 00:00:29,633 --> 00:00:32,194 um cientista austríaco chamado Victor Hess, 4 00:00:32,379 --> 00:00:35,504 fez uma das mais surpreendentes descobertas da ciência. 5 00:00:35,780 --> 00:00:36,813 Aqui em cima, 6 00:00:36,998 --> 00:00:40,447 Hess descobriu que misteriosos raios de energia 7 00:00:40,632 --> 00:00:44,517 chegavam em grande quantidade do espaço exterior e atravessavam a Terra. 8 00:00:44,929 --> 00:00:46,276 Eram incrivelmente poderosos, 9 00:00:46,352 --> 00:00:49,196 e no entanto, eram diferentes de tudo o que alguém já tinha visto. 10 00:00:49,481 --> 00:00:52,073 Chamaram-lhes "raios cósmicos". 11 00:00:54,740 --> 00:00:57,254 Ao mesmo tempo, em laboratórios lá em baixo, 12 00:00:57,439 --> 00:00:59,160 os cientistas também estudavam raios de energia, 13 00:00:59,211 --> 00:01:01,905 JIM AL-KHALI Prof. Física Nuclear, Univ. Surrey igualmente misteriosos e poderosos, 14 00:01:01,906 --> 00:01:04,512 que jorravam do interior de átomos. 15 00:01:05,024 --> 00:01:07,586 Energia conhecida como radioactividade. 16 00:01:08,231 --> 00:01:11,449 Raios misteriosos vindos do vasto vazio do espaço 17 00:01:11,634 --> 00:01:14,618 e raios misteriosos das profundezas do átomo 18 00:01:14,803 --> 00:01:16,483 o constituinte básico mais pequeno. 19 00:01:16,668 --> 00:01:18,603 Ninguém percebia o que eram, 20 00:01:18,788 --> 00:01:21,611 quanto mais acreditar que poderiam estar ligados. 21 00:01:21,995 --> 00:01:24,643 Então, desenrolou-se uma história incrível. 22 00:01:24,828 --> 00:01:27,150 Os raios cósmicos e a radioactividade 23 00:01:27,335 --> 00:01:29,812 revelaram estar ligados duma maneira tão chocante 24 00:01:29,997 --> 00:01:31,742 que desafiava a fé no senso comum. 25 00:01:31,927 --> 00:01:33,759 A descoberta desta relação 26 00:01:33,880 --> 00:01:37,565 iria forçar-nos a repensar a natureza da própria realidade. 27 00:01:38,238 --> 00:01:39,631 O mundo que pensamos conhecer, 28 00:01:39,684 --> 00:01:42,200 o sólido e reconfortante mundo dos nossos sentidos, 29 00:01:42,385 --> 00:01:44,649 revelou ser apenas uma pequena amostra 30 00:01:44,684 --> 00:01:47,519 de um universo infinitamente mais estranho e belo 31 00:01:47,554 --> 00:01:50,904 que alguma vez poderíamos imaginar. 32 00:01:51,354 --> 00:01:54,569 A nossa realidade é apenas uma ilusão! 33 00:01:58,047 --> 00:02:00,875 ÁTOMO 34 00:02:00,876 --> 00:02:06,714 ÁTOMO A Ilusão da Realidade 35 00:02:08,015 --> 00:02:10,215 Tradução e legendagem: docsPT 36 00:02:10,420 --> 00:02:13,229 Nos anos até meados da década de 1920, 37 00:02:13,480 --> 00:02:18,099 o átomo revelou-nos os seus estranhos segredos a um ritmo incrível, 38 00:02:18,284 --> 00:02:22,293 produzindo uma revolução científica atrás doutra. 39 00:02:25,300 --> 00:02:26,515 Em 1897, 40 00:02:26,700 --> 00:02:31,169 Marie Curie estudava estranhos raios que emanavam de metais raros. 41 00:02:31,354 --> 00:02:34,102 Chamou-lhes "radioactividade". 42 00:02:36,840 --> 00:02:38,695 Então, em 1905, 43 00:02:38,883 --> 00:02:41,151 Albert Einstein provou sem margem para dúvidas, 44 00:02:41,336 --> 00:02:43,821 a existência e tamanho de um átomo, 45 00:02:44,106 --> 00:02:47,248 estudando a forma como o pólen se movimenta em água. 46 00:02:50,523 --> 00:02:53,827 Alguns anos mais tarde, o neozelandês Ernest Rutherford, 47 00:02:54,012 --> 00:02:56,148 efectuou uma experiência em Manchester 48 00:02:56,333 --> 00:03:00,256 que lhe revelou a forma do interior de um átomo. 49 00:03:07,024 --> 00:03:09,218 Os cientistas ficaram chocados ao descobrir 50 00:03:09,403 --> 00:03:12,957 que o átomo é quase apenas espaço vazio. 51 00:03:14,119 --> 00:03:15,558 A questão passou a ser: 52 00:03:15,573 --> 00:03:17,090 "Como pode este átomo vazio" 53 00:03:17,275 --> 00:03:20,647 "alguma vez fazer o mundo sólido à nossa volta?" 54 00:03:21,009 --> 00:03:22,475 A resposta a isso 55 00:03:22,510 --> 00:03:26,661 foi dada por um grupo de físicos revolucionários na Dinamarca. 56 00:03:29,662 --> 00:03:33,411 Eles propuseram que o mundo do átomo era regido por princípios 57 00:03:33,596 --> 00:03:36,510 que eram completamente diferentes de quaisquer outros 58 00:03:36,695 --> 00:03:38,546 que a Humanidade já tinha visto antes. 59 00:03:39,121 --> 00:03:40,509 Significava que o átomo, 60 00:03:40,694 --> 00:03:43,737 o elemento básico de tudo o que existe no Universo, 61 00:03:43,772 --> 00:03:44,907 era único, 62 00:03:45,116 --> 00:03:48,679 e talvez fora da compreensão humana. 63 00:03:50,699 --> 00:03:53,618 Então, à medida que os cientistas exploravam o núcleo, 64 00:03:53,803 --> 00:03:55,625 o pequeno coração do átomo, 65 00:03:55,810 --> 00:03:58,809 descobriram que irrompia de energia poderosa. 66 00:03:59,499 --> 00:04:05,121 Esta descoberta deu-lhes o potencial de conseguir destruir a Terra, 67 00:04:05,739 --> 00:04:06,996 mas numa reviravolta chocante, 68 00:04:07,181 --> 00:04:10,360 também lhes deu um conhecimento fundamental 69 00:04:10,545 --> 00:04:13,650 de como o próprio Universo foi criado. 70 00:04:15,798 --> 00:04:17,178 No entanto, apesar disto, 71 00:04:17,213 --> 00:04:20,732 a viagem para entender o estranho e caprichoso átomo 72 00:04:20,917 --> 00:04:22,847 tinha apenas começado. 73 00:04:31,957 --> 00:04:33,455 Em 1927, 74 00:04:33,640 --> 00:04:37,889 um jovem estudava no Departamento de Matemática da Universidade de Cambridge. 75 00:04:38,316 --> 00:04:42,859 Tímido, deselegante, desastrado e assustadoramente brilhante. 76 00:04:43,210 --> 00:04:47,381 O seu nome era Paul Adrien Maurice Dirac. 77 00:04:53,613 --> 00:04:57,570 É provavelmente justo dizer que Paul Dirac não é um nome conhecido. 78 00:04:58,110 --> 00:04:59,076 Mas devia ser. 79 00:04:59,545 --> 00:05:02,581 Foi recentemente votado, por outros físicos, 80 00:05:02,766 --> 00:05:06,175 como o segundo melhor físico inglês de todos os tempos, 81 00:05:06,326 --> 00:05:08,077 apenas atrás de Isaac Newton. 82 00:05:08,865 --> 00:05:10,497 E ele merece a honra. 83 00:05:10,748 --> 00:05:13,940 Todas as brilhantes mentes que foram pioneiras na Física Atómica 84 00:05:14,166 --> 00:05:16,024 ficaram a larga distância de Dirac, 85 00:05:16,371 --> 00:05:20,767 atordoadas com a pura audácia e com o pensamento paralelo do seu trabalho. 86 00:05:27,680 --> 00:05:31,919 Quando Einstein leu um artigo escrito por Dirac, então com 24 anos, disse: 87 00:05:32,104 --> 00:05:33,886 "Eu tenho problemas com Dirac." 88 00:05:34,159 --> 00:05:39,361 "Este balançar no caminho estonteante entre o génio e a loucura, é horrível." 89 00:05:41,779 --> 00:05:43,418 Em 1927, 90 00:05:43,503 --> 00:05:46,203 por razões que nunca ninguém conseguiu descortinar, 91 00:05:46,388 --> 00:05:50,996 Paul Dirac incumbiu-se de uma tarefa que era monumental no seu objectivo: 92 00:05:51,709 --> 00:05:53,438 unificar a ciência, 93 00:05:53,938 --> 00:05:58,300 unir as suas partes dispersas numa entidade bela. 94 00:05:59,668 --> 00:06:01,243 E acima de tudo, isto significava 95 00:06:01,425 --> 00:06:07,428 unir as duas ideias mais difíceis e contra-intuitivas da História. 96 00:06:09,080 --> 00:06:11,844 Eis o que Dirac estava a tentar reconciliar. 97 00:06:12,319 --> 00:06:13,827 Em primeiro lugar, temos a Mecânica Quântica, 98 00:06:14,012 --> 00:06:15,809 um conjunto de equações matemáticas 99 00:06:15,994 --> 00:06:18,810 que descrevem o átomo e as suas partes constituintes. 100 00:06:19,319 --> 00:06:22,406 Depois, existe a Teoria da Relatividade Restrita de Einstein, 101 00:06:22,591 --> 00:06:25,883 que à primeira vista, parece não ter qualquer relação com o átomo. 102 00:06:26,068 --> 00:06:28,092 Lida com conceitos mais grandiosos, 103 00:06:28,106 --> 00:06:31,010 como a natureza do espaço e do tempo. 104 00:06:31,373 --> 00:06:32,879 Uma das suas consequências 105 00:06:33,064 --> 00:06:35,265 é a de que os objectos comportam-se de forma muito diferente 106 00:06:35,450 --> 00:06:38,225 quando viajam perto da velocidade da luz. 107 00:06:45,320 --> 00:06:47,128 A primeira pergunta que poderá colocar é: 108 00:06:47,313 --> 00:06:51,521 porque que é que alguém iria querer reconciliar duas teorias tão diferentes? 109 00:06:51,967 --> 00:06:56,029 Bem, no final da década de 1920, as equações da Mecânica Quântica 110 00:06:56,214 --> 00:06:59,157 estavam sistematicamente a produzir as respostas erradas 111 00:06:59,342 --> 00:07:02,334 quando descreviam os electrões, um dos constituintes dos átomos, 112 00:07:02,519 --> 00:07:05,146 quando se moviam a altas velocidades. 113 00:07:05,524 --> 00:07:08,815 Mas para Dirac, existia uma motivação muito mais esotérica. 114 00:07:09,000 --> 00:07:10,837 Conta-se que certa vez disse: 115 00:07:10,872 --> 00:07:14,641 "Uma teoria física tem de ter beleza matemática". 116 00:07:14,826 --> 00:07:15,896 Então, para ele, 117 00:07:15,931 --> 00:07:19,696 o facto de a Mecânica Quântica e a Relatividade não se reconciliarem 118 00:07:19,781 --> 00:07:21,466 não era apenas inconveniente, 119 00:07:21,551 --> 00:07:23,450 era pura e simplesmente feio. 120 00:07:25,870 --> 00:07:28,734 Então, por volta de 1925, em Cambridge, 121 00:07:28,919 --> 00:07:31,537 Dirac pôs a sua mente extraordinária a trabalhar, 122 00:07:31,922 --> 00:07:36,539 uma mente que até Einstein tinha dificuldade em acompanhar. 123 00:07:40,232 --> 00:07:44,469 Este é o quarto A4, New Court, que foi o escritório original de Dirac. 124 00:07:46,428 --> 00:07:48,935 A lareira original foi tapada, 125 00:07:49,120 --> 00:07:52,744 mas foi aqui que Dirac tentou compreender 126 00:07:52,929 --> 00:07:56,571 e unir as duas novas ideias da Física do séc. XX. 127 00:07:57,573 --> 00:08:02,132 Consta que Dirac se sentava aqui à frente do calor da lareira 128 00:08:02,317 --> 00:08:07,118 e tentava entender e ligar estas duas teorias diferentes 129 00:08:07,269 --> 00:08:09,540 numa só imagem unificada, 130 00:08:09,661 --> 00:08:11,553 em apenas uma equação. 131 00:08:18,784 --> 00:08:21,239 Durante três frustrantes anos, 132 00:08:21,274 --> 00:08:23,190 trabalhou sozinho no problema. 133 00:08:25,879 --> 00:08:29,340 Então, numa noite do início de 1928, 134 00:08:29,375 --> 00:08:31,654 teve uma revelação surpreendente. 135 00:08:32,356 --> 00:08:33,954 A única forma de conseguir explicar o que aconteceu 136 00:08:34,092 --> 00:08:36,920 é dizer que as equações da Mecânica Quântica 137 00:08:37,105 --> 00:08:41,413 e da Relatividade Restrita fundiram-se na mente de Dirac. 138 00:08:41,919 --> 00:08:43,962 De certa forma, a descrição do tempo e espaço de Einstein 139 00:08:44,147 --> 00:08:48,754 esticou e espremeu as equações existentes do átomo. 140 00:08:48,939 --> 00:08:50,300 Dobraram-se e torceram-se 141 00:08:50,335 --> 00:08:53,456 transformando-se em todo o tipo de formas estranhas e belas. 142 00:08:53,641 --> 00:08:56,424 Então, guiado pela sua inabalável fé, 143 00:08:56,609 --> 00:08:59,041 de que as leis da Natureza têm de ser belas, 144 00:08:59,226 --> 00:09:02,504 Dirac produziu uma equação, 145 00:09:02,689 --> 00:09:07,094 uma descrição totalmente nova do que se passa dentro do átomo. 146 00:09:16,140 --> 00:09:21,496 Dirac sabia que estava correcta, porque tinha beleza matemática. 147 00:09:30,914 --> 00:09:31,869 Aqui está ela, 148 00:09:32,054 --> 00:09:33,454 a equação de Dirac. 149 00:09:39,660 --> 00:09:42,946 Não tente entendê-la, olhe apenas para ela e maravilhe-se. 150 00:09:43,440 --> 00:09:45,497 No que toca a façanhas humanas, 151 00:09:45,514 --> 00:09:48,769 é comparável a Rei Lear, à 5.ª Sinfonia de Beethoven 152 00:09:48,954 --> 00:09:50,607 ou à Origem das Espécies, 153 00:09:51,112 --> 00:09:52,947 porque escondida nestes símbolos 154 00:09:53,132 --> 00:09:56,381 está a descrição perfeita de como funciona a realidade 155 00:09:56,416 --> 00:09:58,631 a um nível fundamental. 156 00:09:58,841 --> 00:10:02,330 É a chave para o código secreto da Natureza. 157 00:10:04,539 --> 00:10:07,342 Com uma elegância matemática perfeita, 158 00:10:07,527 --> 00:10:11,035 a equação de Dirac descreve uma partícula atómica 159 00:10:11,070 --> 00:10:13,129 que viaje a qualquer velocidade, 160 00:10:13,314 --> 00:10:15,690 até à velocidade da luz. 161 00:10:17,620 --> 00:10:20,546 Isso, já Dirac esperava atingir, 162 00:10:21,075 --> 00:10:24,438 mas quando olhou para a sua equação mais aprofundadamente, 163 00:10:24,623 --> 00:10:28,644 reparou que havia algo de profundamente revolucionário nela. 164 00:10:28,829 --> 00:10:32,455 Mais tarde disse que a sua equação sabia mais do que ele. 165 00:10:32,640 --> 00:10:35,407 No fundo, a equação de Dirac dizia-lhe 166 00:10:35,639 --> 00:10:39,475 que havia outro universo no qual nunca havíamos reparado. 167 00:10:46,078 --> 00:10:49,953 Isto porque em vez de a equação retornar uma só resposta, 168 00:10:50,138 --> 00:10:51,329 retorna duas. 169 00:10:53,379 --> 00:10:56,147 A primeira resposta descreve o universo que conhecemos, 170 00:10:56,332 --> 00:10:58,291 constituído pelos átomos que nos são familiares. 171 00:10:58,515 --> 00:11:02,987 A segunda descreve uma forma de imagem reflectida do nosso universo, 172 00:11:03,172 --> 00:11:06,949 feita de átomos cujas propriedades são, de uma certa maneira, invertidas. 173 00:11:07,396 --> 00:11:09,869 Os fãs de ficção científica sabem o que se segue. 174 00:11:10,363 --> 00:11:11,792 Assim como a existência de matéria, 175 00:11:12,021 --> 00:11:16,250 a equação de Dirac prevê a existência de anti-matéria. 176 00:11:18,922 --> 00:11:21,211 A teoria de Dirac parecia dizer 177 00:11:21,246 --> 00:11:23,194 que para tudo o que existe no nosso mundo conhecido, 178 00:11:23,379 --> 00:11:26,570 por cada parte de um átomo, por cada partícula, 179 00:11:26,755 --> 00:11:30,330 pode existir uma anti-partícula correspondente, 180 00:11:30,515 --> 00:11:31,685 com a mesma massa, 181 00:11:31,700 --> 00:11:35,088 mas exactamente oposta em relação às restantes propriedades. 182 00:11:35,273 --> 00:11:37,200 E tal como um mundo reflectido num espelho, 183 00:11:37,351 --> 00:11:39,841 um universo feito de átomos de anti-matéria 184 00:11:39,876 --> 00:11:43,263 seria e funcionaria tal como o nosso. 185 00:11:43,448 --> 00:11:48,454 Seria perfeitamente possível eu ser feito de anti-matéria. 186 00:11:48,716 --> 00:11:53,166 O anti-Eu seria e comportar-se-ia exactamente como o Eu original. 187 00:11:53,654 --> 00:11:57,649 E até é possível que lá fora, na vastidão do cosmos, 188 00:11:57,834 --> 00:12:01,350 existam estrelas e planetas, e até mesmo seres vivos, 189 00:12:01,385 --> 00:12:03,119 feitos de anti-matéria. 190 00:12:03,304 --> 00:12:05,823 E há uma previsão final na equação de Dirac, 191 00:12:06,187 --> 00:12:11,850 pois afirma que a matéria e a anti-matéria nunca devem entrar contacto, 192 00:12:12,081 --> 00:12:13,156 porque se o fizerem, 193 00:12:13,341 --> 00:12:18,014 aniquilar-se-ão uma à outra, num violento deflagrar de pura energia. 194 00:12:18,451 --> 00:12:21,348 A massa combinada da matéria e da anti-matéria 195 00:12:21,533 --> 00:12:24,090 converter-se-ia totalmente em energia, 196 00:12:24,275 --> 00:12:28,015 de acordo com a famosa equação de Einstein, E=mc2. 197 00:12:28,729 --> 00:12:31,238 Ou seja, se eu chegasse a conhecer o meu duplo, 198 00:12:31,380 --> 00:12:34,044 explodiríamos com uma energia equivalente 199 00:12:34,079 --> 00:12:36,866 a um milhão de bombas atómicas de Hiroshima. 200 00:12:45,703 --> 00:12:48,001 Tudo isto parece uma história de ficção científica 201 00:12:48,682 --> 00:12:53,784 e de facto, a ideia de anti-matéria inspirou muitas. 202 00:12:54,269 --> 00:12:56,127 Mas a verdade é que a anti-matéria, 203 00:12:56,312 --> 00:12:59,620 particularmente os electrões de anti-matéria chamados "positrões", 204 00:12:59,678 --> 00:13:02,485 já são rotineiramente gerados em laboratórios. 205 00:13:03,000 --> 00:13:06,692 Os positrões são usados em aparelhos sofisticados de imagiologia médica 206 00:13:06,877 --> 00:13:08,556 chamados "tomógrafos PET", 207 00:13:08,741 --> 00:13:10,519 que conseguem ver através dos nossos crânios 208 00:13:10,704 --> 00:13:13,849 e mapear com precisão imagens dos nossos cérebros. 209 00:13:16,805 --> 00:13:18,528 Mas na década de 1920, 210 00:13:18,713 --> 00:13:21,805 a reacção inicial dos físicos à equação de Dirac 211 00:13:21,990 --> 00:13:23,994 foi profundamente céptica. 212 00:13:24,179 --> 00:13:27,929 Até o próprio Dirac teve dificuldade em acreditar nos seus próprios resultados. 213 00:13:28,114 --> 00:13:31,385 A anti-matéria parecia ser um conceito demasiado absurdo. 214 00:13:31,879 --> 00:13:35,372 Então, chegou a confirmação inequívoca da equação de Dirac 215 00:13:35,557 --> 00:13:37,918 com todas as suas implicações paradoxais. 216 00:13:38,303 --> 00:13:41,301 E veio do lugar mais inesperado: 217 00:13:41,635 --> 00:13:43,278 do espaço exterior. 218 00:13:44,764 --> 00:13:46,372 Em 1932, 219 00:13:46,407 --> 00:13:50,793 o físico Carl Anderson trabalhava aqui no Caltech em Los Angeles 220 00:13:50,978 --> 00:13:53,484 quando fez uma descoberta espantosa. 221 00:13:53,961 --> 00:13:56,431 Estava a estudar os raios cósmicos, 222 00:13:56,575 --> 00:13:59,353 partículas subatómicas de alta energia, 223 00:13:59,438 --> 00:14:02,760 que bombardeiam a Terra continuamente vindas do espaço exterior. 224 00:14:03,586 --> 00:14:08,047 Para fazer isto, usou um aparelho chamado "câmara de nuvem". 225 00:14:08,232 --> 00:14:12,636 Basicamente, é um recipiente cheio de uma fina neblina de vapor de água. 226 00:14:12,821 --> 00:14:15,219 Este aparelho mostra o trajecto das partículas 227 00:14:15,404 --> 00:14:17,682 à medida que atravessam o vapor 228 00:14:17,913 --> 00:14:20,168 e quando colocados dentro dum campo magnético, 229 00:14:20,353 --> 00:14:23,410 estes trajectos serão deflectidos para um ou outro lado 230 00:14:23,595 --> 00:14:26,533 dependendo da carga eléctrica da partícula. 231 00:14:26,718 --> 00:14:30,418 Trajectos de partículas positivas vão para um lado, negativas para o outro. 232 00:14:31,076 --> 00:14:33,507 Anderson encontrou provas de partículas 233 00:14:33,542 --> 00:14:35,305 que se pareciam exactamente com electrões, 234 00:14:35,490 --> 00:14:38,151 mas que eram deflectidos na direcção oposta. 235 00:14:38,760 --> 00:14:41,805 Tinha descoberto os anti-electrões de Dirac, 236 00:14:41,990 --> 00:14:44,349 partículas de anti-matéria. 237 00:14:48,919 --> 00:14:51,839 A equação de Dirac é um feito impressionante. 238 00:14:52,359 --> 00:14:54,900 A sua previsão da existência de anti-matéria, 239 00:14:55,051 --> 00:14:57,606 utilizando apenas matemática abstracta 240 00:14:57,836 --> 00:15:00,587 seria suficiente para fazer dela um marco significativo 241 00:15:00,638 --> 00:15:02,849 na história do pensamento humano. 242 00:15:03,639 --> 00:15:06,506 Mas apenas alguns anos depois da sua publicação, 243 00:15:06,691 --> 00:15:08,806 primeiro Dirac e depois outros, 244 00:15:08,991 --> 00:15:13,260 sentiram que a sua nova equação estava a dizer-lhes algo mais profundo, 245 00:15:13,492 --> 00:15:16,146 algo completamente novo sobre a Natureza. 246 00:15:16,553 --> 00:15:17,716 E estavam correctos. 247 00:15:18,201 --> 00:15:21,005 Mas a revelação escondida na equação de Dirac 248 00:15:21,190 --> 00:15:26,546 iria exigir 30 anos de empenho das mentes mais brilhantes para ser descoberta. 249 00:15:28,252 --> 00:15:30,541 O problema com a equação de Dirac era o seguinte: 250 00:15:31,107 --> 00:15:33,109 embora fosse incrivelmente poderosa 251 00:15:33,260 --> 00:15:35,978 e tivesse levado à descoberta da anti-matéria, 252 00:15:36,163 --> 00:15:40,135 em última análise, só podia descrever um electrão. 253 00:15:40,320 --> 00:15:43,065 Falha completamente em explicar o que acontece 254 00:15:43,250 --> 00:15:45,571 quando estão presentes mais que um electrão. 255 00:15:45,998 --> 00:15:48,518 Necessitava-se de uma nova teoria, 256 00:15:48,752 --> 00:15:53,088 uma teoria que explicasse como é que os electrões interagem uns com os outros. 257 00:15:56,019 --> 00:16:00,276 E isso veio a revelar-se a questão mais difícil de meados do séc. XX. 258 00:16:00,891 --> 00:16:02,458 Mas quando surgiu uma resposta, 259 00:16:02,584 --> 00:16:05,895 iria trazer com ela uma revelação inesperada. 260 00:16:12,419 --> 00:16:16,052 Este escritório no Caltech, nos arredores de Los Angeles, 261 00:16:16,237 --> 00:16:19,099 pertencia ao grande Richard Feynman. 262 00:16:20,850 --> 00:16:24,098 Na nossa história de tantos génios da ciência, 263 00:16:24,504 --> 00:16:27,854 Feynman fica, na minha opinião, apenas atrás de Einstein, 264 00:16:28,039 --> 00:16:31,050 na lista dos maiores físicos do séc. XX. 265 00:16:32,617 --> 00:16:35,734 Feynman não era só o típico génio, 266 00:16:36,343 --> 00:16:38,355 muitos referiam-se a ele como um mágico, 267 00:16:38,390 --> 00:16:41,164 era muito esperto, um pensador inovador, 268 00:16:41,394 --> 00:16:44,343 e tal como Einstein, tornou-se numa figura mítica, 269 00:16:44,378 --> 00:16:46,019 um nome certamente conhecido. 270 00:16:46,851 --> 00:16:51,419 Feynman era uma personagem exuberante com uma enorme personalidade. 271 00:16:51,574 --> 00:16:55,175 Adorava criar e contar anedotas sobre si próprio. 272 00:16:55,360 --> 00:16:59,079 Frequentava clubes de striptease, tinha casos com as suas alunas 273 00:16:59,230 --> 00:17:01,372 e corriam inclusive rumores de que participava em orgias, 274 00:17:02,174 --> 00:17:04,629 mas a sua maior contribuição para a Física 275 00:17:04,664 --> 00:17:06,720 foi o papel que desempenhou no desenvolvimento 276 00:17:06,755 --> 00:17:09,530 da fase seguinte da Mecânica Quântica. 277 00:17:13,151 --> 00:17:14,947 Feynman e os seus contemporâneos 278 00:17:15,132 --> 00:17:18,971 estavam a tentar apanhar o testemunho atómico de Paul Dirac 279 00:17:19,432 --> 00:17:20,606 e desenvolver uma teoria 280 00:17:20,791 --> 00:17:23,103 que levasse o nosso conhecimento do átomo 281 00:17:23,288 --> 00:17:25,991 literalmente um salto quântico mais à frente. 282 00:17:26,709 --> 00:17:29,204 Tal como a equação de anti-matéria de Dirac, 283 00:17:29,239 --> 00:17:33,142 a intenção da nova teoria era a unificação. 284 00:17:33,605 --> 00:17:35,041 Eles queriam compreender 285 00:17:35,126 --> 00:17:37,453 como é que os electrões se afectam uns aos outros. 286 00:17:37,638 --> 00:17:41,661 Por outras palavras, almejavam explicar como tudo funciona em conjunto 287 00:17:41,846 --> 00:17:44,376 através do campo electromagnético. 288 00:17:45,032 --> 00:17:51,163 Chamaram o seu projecto de unificação de "Electrodinâmica Quântica" ou EDQ. 289 00:17:51,718 --> 00:17:54,605 O projecto era um desafio impressionante, 290 00:17:55,028 --> 00:17:57,872 mas o resultado final foi magnífico. 291 00:17:58,057 --> 00:18:02,412 Nada menos que a teoria científica mais abrangente e precisa 292 00:18:02,597 --> 00:18:04,610 alguma vez concebida. 293 00:18:05,538 --> 00:18:09,526 Por exemplo, prevê que uma determinada propriedade do electrão, 294 00:18:09,702 --> 00:18:11,718 o seu momento magnético, 295 00:18:11,719 --> 00:18:17,767 tenha um valor de 2,002319304. 296 00:18:19,779 --> 00:18:22,850 Experiências mediram precisamente o mesmo valor. 297 00:18:23,035 --> 00:18:26,079 Isto é um acordo entre a teoria e a experiência 298 00:18:26,114 --> 00:18:28,700 de uma parte para 10 mil milhões. 299 00:18:28,885 --> 00:18:31,294 É um nível de acordo sem precedentes. 300 00:18:31,479 --> 00:18:35,189 É como medir a distância entre Londres e Nova Iorque 301 00:18:35,374 --> 00:18:37,470 com um nível de precisão da espessura de um cabelo humano. 302 00:18:38,339 --> 00:18:42,002 A precisão fenomenal da Electrodinâmica Quântica 303 00:18:42,187 --> 00:18:47,558 mostra como abrange quase tudo o que sentimos no mundo físico. 304 00:18:47,914 --> 00:18:52,196 Nunca estivemos tão perto de uma teoria de tudo. 305 00:18:53,689 --> 00:18:56,935 Define as leis da Natureza, a escala atómica. 306 00:18:57,120 --> 00:18:59,872 Explica a forma, a cor, a textura 307 00:19:00,057 --> 00:19:03,728 e a forma como quase tudo interage e se dispõe como um todo. 308 00:19:04,373 --> 00:19:09,169 Serve de base e abrange tudo desde a bioquímica da vida, 309 00:19:09,354 --> 00:19:11,772 até ao porquê de não cairmos através do chão. 310 00:19:13,279 --> 00:19:16,268 Então, o que diz realmente a EDQ? 311 00:19:16,828 --> 00:19:19,353 Bem, é aqui que tudo fica muito difícil. 312 00:19:19,759 --> 00:19:23,310 Pode ser uma maravilhosa descrição científica da Natureza, 313 00:19:23,540 --> 00:19:27,604 mas tentar compreender o que Richard Feynman estava a fazer com a sua teoria 314 00:19:27,639 --> 00:19:29,428 é quase impossível. 315 00:19:30,127 --> 00:19:34,507 Eis o que ele próprio disse quando apresentou a sua teoria publicamente: 316 00:19:35,079 --> 00:19:40,430 "É tarefa minha convencer-vos a não virar costas por não a entenderem." 317 00:19:40,619 --> 00:19:43,374 "Sabem, nem os meus alunos de Física a entendem." 318 00:19:43,569 --> 00:19:46,000 "Isto é porque eu próprio não a entendo," 319 00:19:46,185 --> 00:19:47,505 "ninguém a entende." 320 00:19:49,359 --> 00:19:52,774 Se o inventor da teoria não a entende, 321 00:19:52,959 --> 00:19:55,677 que esperança nos resta a nós? 322 00:19:56,513 --> 00:20:00,007 Dito isto, vou tentar explicá-la na mesma. 323 00:20:00,699 --> 00:20:05,249 Primeiro, tem de abandonar a sua intuição mais básica sobre a Natureza. 324 00:20:05,734 --> 00:20:10,117 Tem de abandonar a noção de que o espaço vazio está vazio. 325 00:20:10,627 --> 00:20:12,134 Deixe-me tentar explicar. 326 00:20:12,679 --> 00:20:16,375 Se eu sugasse todo o ar desta campânula, 327 00:20:16,560 --> 00:20:19,896 diria, e com razão, que ao removermos todos os átomos, 328 00:20:19,933 --> 00:20:21,748 ficamos com um vácuo, 329 00:20:22,117 --> 00:20:24,517 um volume de puro vazio. 330 00:20:25,120 --> 00:20:29,214 A Electrodinâmica Quântica desafia frontalmente esta ideia 331 00:20:29,399 --> 00:20:32,864 dizendo que o vácuo não é, e repito, 332 00:20:32,868 --> 00:20:36,891 não é um sítio onde nada exista e nada aconteça. 333 00:20:37,444 --> 00:20:39,588 Em vez disso, está cheio de coisas 334 00:20:39,820 --> 00:20:41,770 e a fervilhar de actividade. 335 00:20:44,096 --> 00:20:46,550 Como é que isto pode ser verdade? 336 00:20:53,819 --> 00:20:57,788 Bem, imaginemos um pequeno ponto no vazio. 337 00:20:58,176 --> 00:21:01,043 O senso comum diz-nos que nada lá existe, 338 00:21:01,228 --> 00:21:05,974 mas a Física Quântica diz-nos que não existe lá nada em média, 339 00:21:06,159 --> 00:21:08,211 e são estas duas palavras, "em média", 340 00:21:08,315 --> 00:21:11,762 que nos forçam a repensar o nosso entendimento da realidade. 341 00:21:12,099 --> 00:21:14,750 Pense no espaço vazio como uma conta bancária, 342 00:21:14,935 --> 00:21:17,092 que em média não tem nada. 343 00:21:17,277 --> 00:21:20,437 Como académico de Física, este é um conceito que me é familiar. 344 00:21:20,622 --> 00:21:22,637 Nalguns dias pode conter 100 euros de crédito, 345 00:21:22,788 --> 00:21:25,194 noutros pode haver um saldo negativo de 100 euros, 346 00:21:25,379 --> 00:21:28,284 mas em média tem um saldo igual a zero. 347 00:21:28,599 --> 00:21:32,247 O espaço vazio revelou ter propriedades contabilísticas semelhantes, 348 00:21:32,315 --> 00:21:35,117 mas empresta energia em vez de dinheiro, 349 00:21:35,574 --> 00:21:39,021 e esta energia é literalmente emprestada do futuro, 350 00:21:39,206 --> 00:21:41,894 desde que seja paga muito rapidamente. 351 00:21:42,706 --> 00:21:45,366 Na prática, o que isto significa é que a energia emprestada 352 00:21:45,551 --> 00:21:49,685 pode ser usada para criar uma partícula e uma anti-partícula, 353 00:21:49,870 --> 00:21:52,725 que são formadas espontaneamente do vazio, 354 00:21:52,910 --> 00:21:55,102 desde que, numa fracção de segundo depois 355 00:21:55,145 --> 00:21:57,535 elas se aniquilem mutuamente e desapareçam. 356 00:22:00,920 --> 00:22:03,655 A energia é emprestada vinda de lado nenhum, 357 00:22:04,040 --> 00:22:07,402 transforma-se em matéria, para a seguir se autodestruir 358 00:22:07,437 --> 00:22:08,874 e transformar-se novamente em energia. 359 00:22:11,656 --> 00:22:15,757 E isto acontece num instante por todo o vazio. 360 00:22:15,942 --> 00:22:16,786 De facto, 361 00:22:16,821 --> 00:22:19,974 numa confirmação impressionante da teoria da anti-matéria de Dirac, 362 00:22:20,459 --> 00:22:25,352 o vácuo fervilha com enormes quantidades de partículas de matéria e anti-matéria. 363 00:22:25,537 --> 00:22:28,789 que são geradas e aniquiladas continuamente. 364 00:22:37,879 --> 00:22:39,371 À mais pequena escala, 365 00:22:39,556 --> 00:22:43,773 o espaço é uma tempestade constante de criação e destruição. 366 00:22:44,058 --> 00:22:47,769 Os físicos chamam-lhe a "espuma quântica". 367 00:22:48,620 --> 00:22:51,515 As partículas na espuma quântica vêm e vão tão rapidamente 368 00:22:51,717 --> 00:22:53,641 que não nos apercebemos delas, 369 00:22:54,021 --> 00:22:56,809 referimo-nos a elas como "partículas virtuais". 370 00:22:57,194 --> 00:23:01,745 Mas se conseguíssemos abrandar o tempo quase até parar, 371 00:23:01,930 --> 00:23:04,537 conseguiríamos ver esta actividade fervilhante, 372 00:23:04,722 --> 00:23:08,952 esta constante criação e aniquilação de matéria e energia 373 00:23:09,037 --> 00:23:12,232 que é o tecido da própria realidade. 374 00:23:14,480 --> 00:23:18,730 E daqui, vem o conceito mais espantoso deles todos. 375 00:23:19,050 --> 00:23:23,304 A Electrodinâmica Quântica diz que a matéria que pensamos 376 00:23:23,455 --> 00:23:25,950 ser o material que constitui o nosso mundo diário, 377 00:23:26,173 --> 00:23:28,094 o mundo que vemos e sentimos, 378 00:23:28,379 --> 00:23:33,052 é basicamente uma espécie de restos de toda essa actividade fervilhante 379 00:23:33,237 --> 00:23:35,989 que as partículas virtuais produzem no vazio. 380 00:23:36,524 --> 00:23:41,154 Então, você, eu, a Terra, as estrelas, tudo, 381 00:23:41,339 --> 00:23:44,992 somos somente uma parte de uma realidade mais profunda 382 00:23:45,177 --> 00:23:48,221 e infinitamente mais complexa do que alguma vez imaginámos. 383 00:23:49,280 --> 00:23:53,700 Claro que quando Feynman começou a desenvolver as suas ideias revolucionárias 384 00:23:53,720 --> 00:23:55,840 no Caltech, em meados da década de 1940, 385 00:23:55,843 --> 00:23:58,286 os seus contemporâneos ficaram horrorizados, 386 00:23:58,784 --> 00:24:01,598 porque nessa altura a ideia generalizada 387 00:24:01,807 --> 00:24:04,495 era de que o projecto da Electrodinâmica Quântica 388 00:24:04,530 --> 00:24:06,887 se traduzia num completo desastre. 389 00:24:07,579 --> 00:24:09,665 A teoria não podia ser solucionada, 390 00:24:10,043 --> 00:24:12,608 as equações não tinham soluções lógicas. 391 00:24:12,878 --> 00:24:15,895 A matemática tinha ficado fora de controlo. 392 00:24:16,669 --> 00:24:21,150 Mas Feynman acreditava que conseguiria penetrar na complexidade matemática 393 00:24:21,335 --> 00:24:22,797 para chegar a uma nova verdade. 394 00:24:26,121 --> 00:24:30,371 O que Feynman fez, com toda a arrogância e confiança da juventude, 395 00:24:30,614 --> 00:24:34,090 foi abrir caminho através da matemática tresloucadamente complicada. 396 00:24:34,699 --> 00:24:37,363 Feynman desenvolveu uma nova série 397 00:24:37,398 --> 00:24:40,754 de diagramas revolucionários mas quase infantis, 398 00:24:40,995 --> 00:24:42,944 para explicar as suas novas ideias. 399 00:24:43,140 --> 00:24:46,118 A sua simplicidade elegante contrariava abertamente 400 00:24:46,197 --> 00:24:49,628 a matemática complexa da Mecânica Quântica tradicional. 401 00:24:52,539 --> 00:24:55,174 O conflito parecia inevitável. 402 00:24:57,096 --> 00:25:00,839 Então, em 1948, com 30 anos, 403 00:25:01,024 --> 00:25:05,098 Richard Feynman decidiu revelar a sua versão controversa 404 00:25:05,356 --> 00:25:07,022 da Electrodinâmica Quântica, 405 00:25:07,207 --> 00:25:11,245 com os seus diagramas idiossincráticos, ao mundo da Física, 406 00:25:11,814 --> 00:25:16,609 e escolheu a conferência de ciências mais importante do calendário americano. 407 00:25:17,420 --> 00:25:19,300 Realizada na costa da Pensilvânia, 408 00:25:19,485 --> 00:25:24,090 a Conferência de Shelter Island era um circo de celebridades da Física. 409 00:25:24,275 --> 00:25:28,414 Presentes, estavam Niels Bohr, o chamado "pai da Física Atómica", 410 00:25:28,599 --> 00:25:31,296 o descobridor da anti-matéria, Paul Dirac, 411 00:25:31,481 --> 00:25:34,501 e o homem por detrás da bomba atómica americana, 412 00:25:34,586 --> 00:25:36,040 Robert Oppenheimer. 413 00:25:36,839 --> 00:25:39,853 No princípio da conferência a atmosfera era pesada, 414 00:25:40,214 --> 00:25:44,570 a confiança na Electrodinâmica Quântica estava na rua da amargura, 415 00:25:44,755 --> 00:25:46,859 parecia ser uma confusão sem fim. 416 00:25:48,519 --> 00:25:49,489 Um de cada vez, 417 00:25:49,674 --> 00:25:53,053 os físicos levantaram-se e remoeram em desespero 418 00:25:53,238 --> 00:25:56,039 sobre como tinham falhado em encontrar uma solução. 419 00:25:56,636 --> 00:25:59,415 Então, chegou a vez de Richard Feynman. 420 00:25:59,600 --> 00:26:02,373 Apenas com 30 anos, levantou-se e tomou o seu lugar 421 00:26:02,558 --> 00:26:05,261 em frente aos cientistas mais ilustres do mundo 422 00:26:05,446 --> 00:26:09,455 e começou a desvendar os seus novos diagramas e equações. 423 00:26:09,640 --> 00:26:11,969 O que aconteceu a seguir foi espantoso. 424 00:26:12,154 --> 00:26:13,551 Surgiu uma discussão, 425 00:26:13,736 --> 00:26:17,012 não tanto pela estranha descrição da realidade de Feynman, 426 00:26:17,598 --> 00:26:19,549 por essa altura os físicos já estavam habituados ao estranho, 427 00:26:19,720 --> 00:26:23,227 mas porque ele se atreveu a visualizar o que se estava a passar. 428 00:26:23,595 --> 00:26:27,215 Em vez de utilizar matemática misteriosa e complicada, 429 00:26:27,400 --> 00:26:31,380 Feynman descrevia o que as suas partículas virtuais andavam a fazer, 430 00:26:31,565 --> 00:26:33,973 usando as suas imagens simplistas. 431 00:26:35,639 --> 00:26:37,054 Houve grande agitação. 432 00:26:37,147 --> 00:26:41,850 Niels Bohr, o pai da Mecânica Quântica, saltou da sua cadeira com repugnância. 433 00:26:42,187 --> 00:26:44,521 Ele odiava os diagramas de Feynman, 434 00:26:44,706 --> 00:26:49,051 porque iam completamente contra tudo aquilo a que tinha dedicado a sua vida. 435 00:26:49,750 --> 00:26:51,585 Ele acreditava que as partículas atómicas 436 00:26:51,770 --> 00:26:55,224 não podiam ser visualizadas sob qualquer circunstância. 437 00:26:55,978 --> 00:26:58,380 Feynman defendeu a sua nova teoria, 438 00:26:58,565 --> 00:27:01,826 tentando explicar que os diagramas eram simplesmente uma ferramenta 439 00:27:02,011 --> 00:27:04,309 para ajudar a visualizar as suas novas equações, 440 00:27:04,494 --> 00:27:07,629 mas os restantes cientistas, incluindo Paul Dirac, 441 00:27:07,664 --> 00:27:08,968 não quiseram ouvi-la, 442 00:27:09,272 --> 00:27:13,713 chamaram-no de idiota que nada sabia sobre Mecânica Quântica. 443 00:27:15,199 --> 00:27:19,574 Feynman acabou a sua apresentação contundido, mas sem remorsos. 444 00:27:19,759 --> 00:27:23,009 Ele sabia que os seus diagramas e equações estavam correctos 445 00:27:23,194 --> 00:27:25,930 e só desejava convencer os outros. 446 00:27:33,319 --> 00:27:34,316 Nessa noite, 447 00:27:34,501 --> 00:27:38,424 Feynman conheceu outro jovem físico chamado Julian Schwinger. 448 00:27:38,840 --> 00:27:40,556 Schwinger tinha a mesma idade que Feynman 449 00:27:40,741 --> 00:27:44,677 e tinha sido reconhecido como sendo uma criança prodígio aos 12 anos. 450 00:27:45,314 --> 00:27:47,991 Embora ele e Feynman estivessem a trabalhar independentemente 451 00:27:48,176 --> 00:27:51,169 e tivessem abordado o problema da Electrodinâmica Quântica 452 00:27:51,180 --> 00:27:52,455 de forma muito diferente, 453 00:27:52,741 --> 00:27:55,654 tinham chegado a conclusões idênticas. 454 00:27:56,039 --> 00:27:57,756 Com as suas novas equações, 455 00:27:57,791 --> 00:28:00,550 podiam resolver a Electrodinâmica Quântica 456 00:28:00,914 --> 00:28:02,805 e com os diagramas de Feynman, 457 00:28:02,840 --> 00:28:05,800 produziram uma teoria com um poder espantoso. 458 00:28:06,520 --> 00:28:07,898 Então como aliados, 459 00:28:07,916 --> 00:28:12,103 planearam um ataque frontal a Niels Bohr e aos conservadores. 460 00:28:13,199 --> 00:28:14,974 Perto do fim da conferência, 461 00:28:15,359 --> 00:28:18,820 o estado de espírito na casa de campo na Pensilvânia mudara, 462 00:28:19,005 --> 00:28:23,773 de um desânimo frustrante para um estado de excitação e idealismo. 463 00:28:24,672 --> 00:28:28,466 Nos anos seguintes, a sua teoria foi consolidada 464 00:28:28,851 --> 00:28:32,949 e tornou-se rapidamente na mais precisa e poderosa teoria 465 00:28:33,134 --> 00:28:35,410 que a Humanidade jamais tivera. 466 00:28:40,879 --> 00:28:43,536 Embora finalmente domada, 467 00:28:43,571 --> 00:28:46,997 o jargão da Electrodinâmica Quântica de espaço vazio 468 00:28:47,032 --> 00:28:49,493 a fervilhar com energia que não sentimos 469 00:28:49,678 --> 00:28:52,273 e partículas virtuais que não conseguimos ver, 470 00:28:52,458 --> 00:28:55,241 deixa muitas pessoas, incluindo físicos, 471 00:28:55,276 --> 00:28:57,139 um pouco desconfiadas, 472 00:28:57,490 --> 00:29:00,481 e muito cépticos podem dizer que estes objectos fantasmagóricos, 473 00:29:00,666 --> 00:29:04,540 que alegadamente preenchem o vácuo, não são verdadeiramente reais. 474 00:29:05,080 --> 00:29:08,824 Sim, as complicadas equações matemáticas da Electrodinâmica Quântica 475 00:29:08,979 --> 00:29:10,619 parecem necessitar delas, 476 00:29:10,804 --> 00:29:13,389 mas isso por si só não significa que elas existam. 477 00:29:13,575 --> 00:29:18,031 Podem ser só fantasias matemáticas, sem correspondência na realidade. 478 00:29:21,579 --> 00:29:24,274 Bem, tenho más notícias para os cépticos. 479 00:29:24,759 --> 00:29:26,768 Desde os finais da década de 1950, 480 00:29:26,953 --> 00:29:31,773 provas directas de que o espaço vazio não está de forma alguma vazio, 481 00:29:31,958 --> 00:29:34,085 mas na realidade, a fervilhar de actividade, 482 00:29:34,270 --> 00:29:37,446 foram observadas vezes sem conta em laboratórios. 483 00:29:38,437 --> 00:29:42,496 E o que é maravilhoso sobre a prova de que o vazio não está vazio, 484 00:29:42,981 --> 00:29:47,464 é que a primeira pista veio de um frasco de maionese. 485 00:29:48,666 --> 00:29:51,622 Em 1948, um físico chamado Hendrik Casimir, 486 00:29:51,807 --> 00:29:54,863 trabalhava nos laboratórios Philips Research, na Holanda, 487 00:29:55,048 --> 00:29:59,637 em problemas aparentemente obscuros das soluções coloidais. 488 00:30:00,453 --> 00:30:01,603 Este é apenas um nome pomposo 489 00:30:01,788 --> 00:30:05,692 para substâncias como a tinta e a maionese, 490 00:30:06,169 --> 00:30:09,378 que consistem em pequenas partículas sólidas 491 00:30:09,413 --> 00:30:11,255 suspensas num líquido. 492 00:30:13,634 --> 00:30:16,632 Ninguém sabia por que motivo a maionese não era fluida, 493 00:30:16,817 --> 00:30:19,329 porque não se comportava como um líquido normal? 494 00:30:19,606 --> 00:30:21,375 É como se alguma força estranha 495 00:30:21,560 --> 00:30:24,050 mantivesse juntas as moléculas da maionese, 496 00:30:24,235 --> 00:30:25,903 tornando-a viscosa e pegajosa. 497 00:30:26,453 --> 00:30:28,388 E isso pôs Casimir a pensar. 498 00:30:28,819 --> 00:30:30,851 Num espantoso momento de intuição, 499 00:30:31,036 --> 00:30:36,846 Casimir percebeu que a força misteriosa que atrai as moléculas da maionese 500 00:30:37,469 --> 00:30:42,000 está relacionada com as misteriosas partículas virtuais no espaço vazio. 501 00:30:42,356 --> 00:30:44,714 Melhor ainda, ele concebeu uma experiência 502 00:30:44,899 --> 00:30:48,698 que revelaria triunfantemente estas partículas para todos verem. 503 00:30:49,106 --> 00:30:52,382 Foram precisos mais dez anos de preparativos laboratoriais 504 00:30:52,384 --> 00:30:54,871 para levar a cabo a experiência de Casimir, 505 00:30:55,056 --> 00:30:57,040 mas na sua essência, é muito simples. 506 00:31:04,237 --> 00:31:08,320 Suspendem-se duas placa metálicas, próximas uma da outra, em vácuo. 507 00:31:08,520 --> 00:31:11,525 Estas placas não estão carregadas magneticamente nem electricamente, 508 00:31:11,707 --> 00:31:14,437 pelo que seria de esperar que as placas ficassem imóveis, 509 00:31:14,537 --> 00:31:16,266 sem se afectarem mutuamente. 510 00:31:17,875 --> 00:31:19,407 De facto, com o passar do tempo, 511 00:31:19,592 --> 00:31:22,095 começam a mover-se em direcção uma da outra 512 00:31:22,280 --> 00:31:25,187 devido a uma pequena força que as puxa. 513 00:31:25,900 --> 00:31:28,917 E Casimir mostrou que esta força 514 00:31:29,157 --> 00:31:33,028 era causada pelas partículas virtuais que preenchem o vácuo. 515 00:31:33,413 --> 00:31:36,904 Um pouco como a forma como o vento impulsiona a vela de um barco no mar, 516 00:31:37,437 --> 00:31:42,030 aquilo de que é feito o vazio, empurra as placas uma contra a outra. 517 00:31:43,037 --> 00:31:45,910 O facto de o nada, de o puro vazio, 518 00:31:46,095 --> 00:31:49,514 poder exercer uma pequena, mas verdadeira força mecânica, 519 00:31:49,899 --> 00:31:53,025 é certamente um dos grandes truques de magia da Natureza. 520 00:31:53,652 --> 00:31:55,545 Nos seus momentos mais imaginativos, 521 00:31:55,730 --> 00:31:59,234 os físicos especulam que esta denominada "energia do vácuo" 522 00:31:59,319 --> 00:32:01,252 possa um dia vir a ser colhida. 523 00:32:01,439 --> 00:32:04,114 Imaginam-na a impulsionar naves intergalácticas, 524 00:32:04,299 --> 00:32:07,388 que levarão humanos até às regiões mais longínquas do cosmos. 525 00:32:08,269 --> 00:32:10,276 Quem sabe se isto algum dia irá acontecer, 526 00:32:10,862 --> 00:32:14,260 mas que a maionese pode conduzir a viagens espaciais 527 00:32:14,645 --> 00:32:17,084 é uma ligação de que Douglas Adams ficaria orgulhoso. 528 00:32:17,085 --> 00:32:18,850 (escritor de ficção científica) 529 00:32:19,973 --> 00:32:23,329 A Electrodinâmica Quântica é, por qualquer bitola, 530 00:32:23,514 --> 00:32:25,672 uma descoberta verdadeiramente magnífica. 531 00:32:26,319 --> 00:32:29,058 É um dos pontos altos da nossa história, 532 00:32:29,465 --> 00:32:33,677 uma conclusão gloriosa de cinco impressionantes décadas de ciência. 533 00:32:34,283 --> 00:32:35,924 Na Electrodinâmica Quântica, 534 00:32:35,969 --> 00:32:40,284 o átomo deu-nos uma teoria que explica muito do nosso Universo 535 00:32:40,469 --> 00:32:42,419 com uma precisão assombrosa. 536 00:32:42,799 --> 00:32:45,978 Mas desde a chegada triunfal da Electrodinâmica Quântica, 537 00:32:46,163 --> 00:32:47,442 no final da década de 1940, 538 00:32:47,446 --> 00:32:50,922 a nossa história fica um pouco confusa e estranha. 539 00:32:52,793 --> 00:32:55,290 Em virtude da Electrodinâmica Quântica, 540 00:32:55,575 --> 00:32:58,625 os cientistas estavam convencidos que a vasta maioria 541 00:32:58,660 --> 00:33:00,452 de tudo o que existe no Universo 542 00:33:00,637 --> 00:33:03,663 consistia essencialmente em apenas duas coisas: 543 00:33:03,733 --> 00:33:05,670 átomos e luz. 544 00:33:07,172 --> 00:33:10,680 A luz era constituída por pequenas partículas, chamadas "fotões", 545 00:33:10,979 --> 00:33:13,956 e os átomos eram formados por três componentes: 546 00:33:14,141 --> 00:33:16,828 o electrão, o protão e o neutrão, 547 00:33:17,470 --> 00:33:18,956 e por causa da anti-matéria, 548 00:33:18,991 --> 00:33:22,609 havia anti-protões, anti-neutrões e positrões, 549 00:33:22,794 --> 00:33:25,824 um pouco estranho, mas simetricamente agradável. 550 00:33:27,439 --> 00:33:30,129 Tudo no jardim da Física eram rosas, 551 00:33:30,314 --> 00:33:33,570 graças às regras da Electrodinâmica Quântica. 552 00:33:34,302 --> 00:33:39,134 Mas então, para profunda irritação de todos os físicos, 553 00:33:39,319 --> 00:33:41,551 um monte de partículas novas e exóticas 554 00:33:41,736 --> 00:33:45,505 resolveram aparecer como "penetras" numa festa para estragar o divertimento. 555 00:33:45,792 --> 00:33:49,427 Entidades exóticas que não cabiam em nenhuma das teorias conhecidas, 556 00:33:49,612 --> 00:33:52,373 apareciam em laboratórios de Física com tanta frequência 557 00:33:52,558 --> 00:33:55,322 que os cientistas não conseguiam dar nomes a todas. 558 00:33:55,507 --> 00:33:58,961 O neutrino, o pião positivo, o pião negativo, 559 00:33:59,146 --> 00:34:02,063 os mesões K, os bariões lambda, os bariões delta, 560 00:34:02,248 --> 00:34:05,918 e claro que cada uma destas tinha a sua anti-partícula correspondente. 561 00:34:06,280 --> 00:34:09,321 Quando uma partícula nova, o muão, foi descoberta, 562 00:34:09,506 --> 00:34:12,441 um físico disse no gozo: "Quem é que encomendou isso?" 563 00:34:12,822 --> 00:34:15,477 Era uma confusão total que não fazia sentido, 564 00:34:15,685 --> 00:34:17,518 e os físicos, em desespero, 565 00:34:17,553 --> 00:34:20,075 referiam-se a isso como o jardim zoológico de partículas. 566 00:34:22,321 --> 00:34:27,686 Parecia que cada vez que os cientistas resolviam um dos mistérios da Natureza, 567 00:34:27,855 --> 00:34:31,732 o átomo presenteava-os com algo ainda mais estranho. 568 00:34:33,132 --> 00:34:34,346 Em poucos anos, 569 00:34:34,531 --> 00:34:38,142 os físicos atómicos passaram de uma posição de confiança plácida 570 00:34:38,327 --> 00:34:40,095 para o caos total. 571 00:34:41,087 --> 00:34:44,923 E claro, para dar sentido a este novo mistério iria ser preciso, 572 00:34:44,958 --> 00:34:46,350 sim, adivinhou, 573 00:34:46,411 --> 00:34:49,132 outra revolução científica. 574 00:34:50,862 --> 00:34:54,697 O terceiro génio na nossa história é Murray Gell-Mann. 575 00:34:55,198 --> 00:34:56,910 Gell-Mann foi uma criança-prodígio. 576 00:34:57,195 --> 00:35:00,584 Aos 15 anos, já estudava Física em Yale 577 00:35:00,669 --> 00:35:03,337 e com vinte e poucos anos já tinha acabado o seu doutoramento. 578 00:35:03,661 --> 00:35:06,998 Tinha uma inteligência incrível que aterrorizava aqueles que o rodeavam. 579 00:35:07,302 --> 00:35:08,885 Falava muitas línguas 580 00:35:09,070 --> 00:35:13,153 e parecia ter um conhecimento profundo sobre tudo o que conversássemos com ele. 581 00:35:13,675 --> 00:35:17,730 Como Richard Feynman, a quem se juntou aqui no Caltech no início dos anos 60, 582 00:35:17,915 --> 00:35:19,492 parecia ter a habilidade 583 00:35:19,527 --> 00:35:22,684 para ver além da Matemática e do formalismo das suas teorias 584 00:35:22,869 --> 00:35:25,648 até aos segredos escondidos da Natureza. 585 00:35:26,159 --> 00:35:30,139 Juntos, Gell-Mann e Feynman faziam um duo espantoso. 586 00:35:31,347 --> 00:35:35,240 Este escritório, o n.º 456, pertencia a Feynman. 587 00:35:35,425 --> 00:35:38,711 O que é extraordinário é que apenas duas portas mais abaixo, 588 00:35:39,088 --> 00:35:41,491 encontrava-se o escritório de Murray Gell-Mann. 589 00:35:41,676 --> 00:35:46,655 Havia uma rivalidade académica intensa entre estes dois gigantes intelectuais, 590 00:35:46,807 --> 00:35:48,683 mas ambos se alimentavam da criatividade um do outro. 591 00:35:48,868 --> 00:35:50,642 Tinham personalidades muito diferentes. 592 00:35:50,827 --> 00:35:55,055 Feynman era o palhaço, Gell-Mann o elitista culto. 593 00:35:55,440 --> 00:35:58,332 Gell-Mann costumava ficar chateado com a voz alta de Feynman 594 00:35:58,367 --> 00:36:00,350 e certamente que Feynman gostava de o atiçar. 595 00:36:00,928 --> 00:36:04,467 Mas é justo dizer, que durante as décadas de 1960 e 1970, 596 00:36:04,644 --> 00:36:07,303 estes dois génios, aqui no Caltech, 597 00:36:07,338 --> 00:36:09,991 dominaram o mundo da Física de Partículas. 598 00:36:14,434 --> 00:36:16,153 A sua acesa rivalidade 599 00:36:16,168 --> 00:36:19,889 catapultou ambos até aos limites das suas imaginações, 600 00:36:20,288 --> 00:36:21,749 e Gell-Mann em especial, 601 00:36:21,784 --> 00:36:24,516 estava desesperado para se superiorizar a Feynman, 602 00:36:24,701 --> 00:36:27,836 trazendo alguma ordem ao jardim zoológico de partículas. 603 00:36:29,411 --> 00:36:33,943 Dentro da atmosfera fervorosamente intelectual do Caltech, 604 00:36:34,135 --> 00:36:36,746 a mente de Gell-Mann fez algo de muito estranho. 605 00:36:37,120 --> 00:36:40,672 Começou a trabalhar com um tipo de matemática diferente 606 00:36:40,914 --> 00:36:43,951 para lidar com a abundância de partículas subatómicas. 607 00:36:44,558 --> 00:36:48,377 Usou uma forma obscura de matemática chamada "Teoria de Grupos". 608 00:36:48,992 --> 00:36:50,384 Como o nome sugere, 609 00:36:50,569 --> 00:36:54,374 esta é uma teoria que analisa grupos de números e símbolos 610 00:36:54,659 --> 00:36:58,329 e que depois tenta organizá-los em padrões simples e simetrias. 611 00:36:58,917 --> 00:37:01,876 É como trabalhar com uma forma abstracta de origami. 612 00:37:02,560 --> 00:37:03,931 Usando esta técnica, 613 00:37:03,966 --> 00:37:07,100 Gell-Mann começou a ordenar todas as partículas conhecidas 614 00:37:07,251 --> 00:37:09,054 num sistema organizado, 615 00:37:09,325 --> 00:37:13,708 a que ele chamou de a "Via do Octeto", em honra de um poema budista. 616 00:37:14,309 --> 00:37:17,035 Mas então, teve a sua revelação mais espantosa. 617 00:37:17,220 --> 00:37:19,319 Gell-Mann compreendeu que a sua Teoria de Grupos 618 00:37:19,480 --> 00:37:23,226 apontava para uma verdade matemática nova e mais profunda, 619 00:37:23,751 --> 00:37:28,131 algo que tinha o potencial de reescrever o livro de regras atómico. 620 00:37:32,389 --> 00:37:35,141 O que a matemática de Gell-Mann lhe revelou 621 00:37:35,326 --> 00:37:38,087 foi que, para produzir padrões coerentes 622 00:37:38,272 --> 00:37:41,234 de todas as novas partículas da sua Via do Octeto, 623 00:37:41,519 --> 00:37:46,786 tinha de reconhecer que havia uma realidade mais profunda e fundamental. 624 00:37:47,180 --> 00:37:48,048 Uma vez mais, 625 00:37:48,233 --> 00:37:52,168 veio a revelar-se que as coisas não eram nada como pareciam. 626 00:37:54,879 --> 00:37:57,127 Os físicos tinham estado confortáveis com a noção 627 00:37:57,312 --> 00:38:00,960 de que os átomos eram compostos por três tipos diferentes de partículas: 628 00:38:01,175 --> 00:38:04,143 electrões a orbitar o exterior de um núcleo, 629 00:38:04,328 --> 00:38:07,261 ele próprio feito de protões e neutrões. 630 00:38:07,446 --> 00:38:09,542 Gell-Mann teve a audácia de sugerir 631 00:38:09,727 --> 00:38:12,397 que os protões e os neutrões eram eles próprios compostos 632 00:38:12,582 --> 00:38:14,557 por mais partículas elementares. 633 00:38:14,934 --> 00:38:17,859 Partículas a que ele chamou de "quarks". 634 00:38:24,658 --> 00:38:27,751 Murray Gell-Mann era culto e arrogante, 635 00:38:27,936 --> 00:38:30,388 mas no fundo faltava-lhe confiança. 636 00:38:30,818 --> 00:38:32,879 Sabia que para os seus colegas, 637 00:38:32,914 --> 00:38:35,622 mesmo aqueles habituados à estranheza do átomo, 638 00:38:35,951 --> 00:38:38,483 os quarks eram um passo demasiado à frente. 639 00:38:39,320 --> 00:38:40,114 Em qualquer caso, 640 00:38:40,299 --> 00:38:44,146 não tinha surgido qualquer prova de algo remotamente parecido com um quark. 641 00:38:44,551 --> 00:38:48,323 Estava convencido que a sua nova teoria seria considerada bizarra, 642 00:38:48,643 --> 00:38:49,804 ou simplesmente errada, 643 00:38:50,251 --> 00:38:52,998 por isso, Gell-Mann colocou a sua descoberta na gaveta 644 00:38:53,183 --> 00:38:58,083 e uma das melhores ideias da ciência quase se perdeu para sempre. 645 00:39:00,725 --> 00:39:03,682 Então, aconteceu algo de extraordinário, 646 00:39:03,837 --> 00:39:07,063 a apenas algumas centenas de quilómetros a norte do seu escritório. 647 00:39:17,055 --> 00:39:19,390 Este é o Acelerador Linear de Stanford, 648 00:39:19,541 --> 00:39:21,282 a alguns quilómetros a sul de São Francisco. 649 00:39:21,520 --> 00:39:24,644 O que pode ver aqui em baixo é uma das extremidades daquilo que, 650 00:39:24,659 --> 00:39:26,765 basicamente, é uma arma de electrões gigante. 651 00:39:27,070 --> 00:39:31,148 Um feixe de electrões de alta energia é disparado através de um túnel 652 00:39:31,349 --> 00:39:34,246 que começa a mais de 3 km, nas montanhas, 653 00:39:34,494 --> 00:39:36,392 viaja debaixo da auto-estrada 654 00:39:36,427 --> 00:39:39,831 e desemboca nesta extremidade onde entra na área experimental. 655 00:39:40,427 --> 00:39:43,576 Aquele prédio cinzento é chamado de "Estação Final A" 656 00:39:43,600 --> 00:39:47,380 e foi onde se fez uma das descobertas mais importantes da Física. 657 00:39:48,052 --> 00:39:51,899 Foi construído durante a década de 1960, quando era, e ainda é, 658 00:39:52,084 --> 00:39:54,722 o mais longo edifício da Terra, 659 00:39:55,320 --> 00:39:57,224 e embora tenha 40 anos de idade, 660 00:39:57,259 --> 00:39:59,666 pode ver que decorrem obras, 661 00:39:59,851 --> 00:40:02,861 ainda hoje é utilizado em pesquisas fundamentais. 662 00:40:09,360 --> 00:40:13,886 Estou agora no interior dos 3,2 km do edifício do Acelerador Linear. 663 00:40:14,202 --> 00:40:17,116 Os objectos vermelhos que vêem à vossa direita têm o nome de "clistrões" 664 00:40:17,121 --> 00:40:20,386 e são eles que fornecem a energia que impele o feixe de electrões, 665 00:40:20,571 --> 00:40:22,726 que passa 6 metros abaixo de nós. 666 00:40:22,914 --> 00:40:24,450 A aceleração é de tal ordem 667 00:40:24,656 --> 00:40:27,754 que estes electrões irão, nos primeiros metros, 668 00:40:27,789 --> 00:40:30,793 atingir 99% da velocidade da luz. 669 00:40:31,215 --> 00:40:32,847 Deixem-me colocar isto de outra forma. 670 00:40:32,882 --> 00:40:35,345 Se estes electrões iniciassem a sua viagem 671 00:40:35,581 --> 00:40:38,468 ao mesmo tempo que disparássemos uma bala de uma arma, 672 00:40:38,819 --> 00:40:44,796 percorreriam os 3,2 km antes mesmo de a bala ter saído do cano. 673 00:40:47,888 --> 00:40:51,926 O feixe de electrões, agora a viajar quase à velocidade da luz, 674 00:40:52,111 --> 00:40:54,310 chegaria aqui à área-alvo. 675 00:40:54,880 --> 00:40:59,537 Em 1968, onde estou agora, haveria um grande tanque com hidrogénio, 676 00:40:59,737 --> 00:41:01,323 essencialmente protões. 677 00:41:01,508 --> 00:41:05,915 Os electrões chocariam contra os protões e dispersar-se-iam através de tubos 678 00:41:06,213 --> 00:41:10,044 para serem captados por detectores gigantescos que enchiam o átrio lá fora. 679 00:41:21,148 --> 00:41:22,522 E ao fazerem isto, 680 00:41:22,557 --> 00:41:25,589 os físicos obtiveram a sua maior confirmação de sempre 681 00:41:25,774 --> 00:41:28,055 de que poderia haver um conjunto de regras mais profundo, 682 00:41:28,141 --> 00:41:30,626 servindo de base ao jardim zoológico de partículas. 683 00:41:34,414 --> 00:41:37,669 O que descobriram, a partir da forma como os electrões se dispersavam 684 00:41:37,823 --> 00:41:39,879 e por causa da sua altíssima energia, 685 00:41:40,064 --> 00:41:44,768 foi a prova conclusiva de que os protões possuíam estrutura interna. 686 00:41:45,238 --> 00:41:46,038 Por outras palavras, 687 00:41:46,098 --> 00:41:49,386 os protões eram constituídos por partículas mais elementares. 688 00:41:50,321 --> 00:41:52,669 Aqui estavam os quarks de Gell-Mann. 689 00:41:55,107 --> 00:41:56,898 Este foi um momento incrível. 690 00:41:57,420 --> 00:42:02,316 Durante décadas, havia a confiança de que os componentes do núcleo atómico, 691 00:42:02,501 --> 00:42:04,081 o protão e o neutrão, 692 00:42:04,266 --> 00:42:06,550 fossem absolutamente fundamentais 693 00:42:07,088 --> 00:42:11,580 e agora, pela primeira vez, havia provas de algo mais profundo. 694 00:42:17,739 --> 00:42:21,370 O quark é uma besta fugidia e cheia de truques. 695 00:42:21,755 --> 00:42:25,794 Existem seis tipos ou sabores diferentes de quarks: 696 00:42:25,979 --> 00:42:29,615 up, down, estranho, charme, top e bottom. 697 00:42:30,213 --> 00:42:33,193 Além disso, os quarks nunca existem isolados, 698 00:42:33,228 --> 00:42:35,489 só em combinação com outros quarks. 699 00:42:35,874 --> 00:42:38,429 Isto torna impossível vê-los directamente, 700 00:42:38,464 --> 00:42:40,474 apenas podemos inferir a sua presença. 701 00:42:41,479 --> 00:42:42,676 Mas apesar desta ressalva, 702 00:42:42,861 --> 00:42:47,549 o quark trouxe algum tipo de ordem ao jardim zoológico de partículas. 703 00:42:47,935 --> 00:42:50,268 Em anos recentes, permitiu-nos compor 704 00:42:50,459 --> 00:42:55,342 uma descrição simples mas poderosa, de como é constituído o Universo. 705 00:42:55,895 --> 00:43:00,167 Basicamente, tudo no Universo que é feito de átomos 706 00:43:00,352 --> 00:43:03,643 é constituído apenas por quarks e electrões. 707 00:43:03,678 --> 00:43:04,890 Apenas isso! 708 00:43:06,074 --> 00:43:09,377 Isto traz-nos até aos dias de hoje. 709 00:43:09,695 --> 00:43:12,438 A descoberta do quark, em 1967, 710 00:43:12,623 --> 00:43:15,588 foi a última descoberta experimental significativa 711 00:43:15,773 --> 00:43:18,538 de um novo tipo de partícula fundamental. 712 00:43:19,131 --> 00:43:21,644 Há quem diga que talvez um dia venhamos a descobrir que o quark 713 00:43:21,695 --> 00:43:24,031 é feito de algo ainda mais estranho 714 00:43:24,250 --> 00:43:25,456 e é bem possível, 715 00:43:25,852 --> 00:43:28,599 mas por agora, melhor é impossível. 716 00:43:30,877 --> 00:43:31,719 A nossa viagem, 717 00:43:31,904 --> 00:43:36,113 desde que Einstein provou a existência de átomos em 1905, 718 00:43:36,148 --> 00:43:37,280 até hoje, 719 00:43:37,465 --> 00:43:38,925 foi extraordinária. 720 00:43:39,520 --> 00:43:42,048 Aprendemos imenso sobre o mundo atómico, 721 00:43:42,433 --> 00:43:44,734 desde o tamanho e forma do átomo, 722 00:43:44,919 --> 00:43:49,084 até como o seu centro detém os segredos do próprio Universo. 723 00:43:49,639 --> 00:43:52,813 Desde como revela um mundo desconhecido de anti-matéria, 724 00:43:52,998 --> 00:43:55,800 até como o espaço vazio está longe de estar vazio. 725 00:43:58,520 --> 00:44:02,328 Daquilo que pensávamos ser o elemento básico do Universo, 726 00:44:02,635 --> 00:44:07,194 até à descoberta de algo ainda mais fundamental dentro dele. 727 00:44:10,119 --> 00:44:13,793 E, no entanto, apesar de toda a poderosa ciência que descobrimos, 728 00:44:13,954 --> 00:44:16,422 há algo que não funciona bem. 729 00:44:16,959 --> 00:44:20,386 Existem duas anomalias surpreendentes e preocupantes. 730 00:44:21,139 --> 00:44:23,441 A primeira destas encontra-se actualmente no palco principal 731 00:44:23,592 --> 00:44:25,709 da Física Teórica em todo mundo, 732 00:44:25,975 --> 00:44:30,497 e diz respeito a um dos mais antigos conceitos científicos que existem. 733 00:44:30,714 --> 00:44:31,924 Gravidade. 734 00:44:32,075 --> 00:44:35,425 Embora a gravidade tenha sido completamente percebida desde Einstein, 735 00:44:35,610 --> 00:44:39,243 nunca fez verdadeiramente parte da teoria atómica, até agora. 736 00:44:39,920 --> 00:44:41,697 De repente, abriu-se um rasgo de esperança 737 00:44:42,034 --> 00:44:45,866 vindo de ideias que soavam quase demasiado loucas para serem possíveis. 738 00:44:46,184 --> 00:44:48,683 Algumas destas ideias são chamadas de "Teorias de Cordas", 739 00:44:48,868 --> 00:44:51,414 que retratam todas as partículas subatómicas 740 00:44:51,599 --> 00:44:54,429 como pequenas cordas vibrantes 741 00:44:54,614 --> 00:44:58,703 que têm dimensões espaciais extras presas dentro delas. 742 00:44:59,312 --> 00:45:01,994 Algumas, chamadas de "Teorias de Membrana", 743 00:45:02,179 --> 00:45:05,139 sugerem que todo o nosso espaço e tempo 744 00:45:05,324 --> 00:45:08,534 é apenas uma membrana a flutuar pelo multiverso. 745 00:45:08,719 --> 00:45:12,020 Outra, chamada de "Gravidade Quântica Canónica" 746 00:45:12,205 --> 00:45:14,840 sugere que nada existe 747 00:45:15,025 --> 00:45:17,444 e que tudo é feito, em última análise, 748 00:45:17,608 --> 00:45:21,163 de pequenos "laços" no próprio espaço e tempo. 749 00:45:22,895 --> 00:45:26,797 Mas apesar da teimosia da gravidade em enquadrar-se na Teoria Quântica, 750 00:45:27,134 --> 00:45:31,164 acredito que existe ainda pior a espreitar na sombra quântica, 751 00:45:31,339 --> 00:45:33,778 algo verdadeiramente aterrorizador. 752 00:45:35,319 --> 00:45:39,038 Pela noite fora, em conferências de Física por todo o mundo, 753 00:45:39,223 --> 00:45:40,562 quando nos juntamos no bar 754 00:45:40,747 --> 00:45:46,789 para debater e discutir as nossas estranhas ideias e sonhos, 755 00:45:46,974 --> 00:45:50,113 ainda existem coisas que nos perturbam imenso. 756 00:45:50,535 --> 00:45:54,762 E a principal dúvida refere-se às leis mecânicas às quais obedecem os átomos, 757 00:45:55,084 --> 00:45:57,516 em particular, um aspecto destas leis, 758 00:45:57,667 --> 00:46:00,043 uma coisa chamada "problema da medição". 759 00:46:00,819 --> 00:46:04,423 Se quiser ver medo nos olhos de um físico quântico, 760 00:46:04,608 --> 00:46:07,204 basta dizer "o problema da medição". 761 00:46:07,871 --> 00:46:09,145 O problema da medição consiste no seguinte: 762 00:46:09,330 --> 00:46:13,087 um átomo só aparece num ponto em particular 763 00:46:13,122 --> 00:46:14,650 se o medirmos. 764 00:46:15,093 --> 00:46:18,461 Por outras palavras, um átomo está espalhado por todo o lado 765 00:46:18,735 --> 00:46:22,580 até um observador consciente decidir olhar para ele. 766 00:46:23,080 --> 00:46:25,716 Ou seja, o acto de medir, ou de observar, 767 00:46:25,901 --> 00:46:28,639 cria todo o Universo. 768 00:46:29,007 --> 00:46:31,697 Só para lhe mostrar o quão louca é esta ideia, 769 00:46:31,919 --> 00:46:33,025 vou explicar-lhe 770 00:46:33,210 --> 00:46:37,984 uma das mais famosas experiências hipotéticas em toda a ciência. 771 00:46:44,702 --> 00:46:47,855 Tem o nome de "Experiência do Gato de Schrodinger". 772 00:46:48,325 --> 00:46:51,632 Erwin Schrodinger foi um dos pais fundadores da teoria atómica, 773 00:46:51,975 --> 00:46:55,901 e em meados da década de 1930, concebeu uma experiência teórica 774 00:46:56,060 --> 00:46:59,164 só para realçar o absurdo da Mecânica Quântica. 775 00:46:59,797 --> 00:47:01,919 Sugeriu que se arranjasse uma caixa 776 00:47:02,104 --> 00:47:05,673 onde colocaria um tubo selado de cianeto 777 00:47:05,858 --> 00:47:09,549 ligado a um detector de radiação e a algum material radioactivo. 778 00:47:10,140 --> 00:47:14,421 A ideia era se um átomo no material emitir uma partícula, 779 00:47:14,880 --> 00:47:16,760 esta será captada pelo detector, 780 00:47:16,911 --> 00:47:19,649 que por sua vez liberta o cianeto. 781 00:47:20,314 --> 00:47:22,058 De seguida, pegamos no gato de Schrodinger, 782 00:47:22,243 --> 00:47:27,135 que neste caso é um belo gato norueguês da floresta, chamado Dawkins. 783 00:47:27,580 --> 00:47:30,288 Devo sublinhar que isto não é cianeto verdadeiro. 784 00:47:30,840 --> 00:47:33,942 Coloca o gato na caixa, fecha a tampa 785 00:47:35,269 --> 00:47:36,313 e espera. 786 00:47:37,864 --> 00:47:39,166 Eis a charada: 787 00:47:39,920 --> 00:47:42,689 de acordo com a Mecânica Quântica tradicional, 788 00:47:42,874 --> 00:47:45,574 conhecida como a "Interpretação de Copenhaga"... 789 00:47:45,759 --> 00:47:50,346 ...sempre que a caixa está fechada, o átomo radioactivo no seu interior 790 00:47:50,538 --> 00:47:55,285 ainda tem de decidir se decai e emite uma partícula. 791 00:47:55,918 --> 00:47:58,683 Por isso, temos de o descrever como se tivesse decaído 792 00:47:58,868 --> 00:48:02,105 e não tivesse decaído ao mesmo tempo. 793 00:48:03,173 --> 00:48:04,283 Pense no que isto significa. 794 00:48:04,468 --> 00:48:08,610 Uma vez que é a partícula radioactiva que leva à libertação do veneno, 795 00:48:08,952 --> 00:48:12,279 o gato está simultaneamente envenenado e não envenenado. 796 00:48:13,120 --> 00:48:16,625 Então, até abrirmos a tampa para confirmarmos o que aconteceu ao gato, 797 00:48:16,802 --> 00:48:18,839 aquilo a que se chama "fazer uma medição", 798 00:48:18,844 --> 00:48:21,276 a questão não se prende apenas com o facto de não sabermos, 799 00:48:21,287 --> 00:48:26,427 mas com o facto de o gato estar literalmente morto e vivo em simultâneo. 800 00:48:26,873 --> 00:48:29,474 Isto é claramente um paradoxo. 801 00:48:29,659 --> 00:48:30,574 Ou será que não? 802 00:48:36,460 --> 00:48:38,934 O paradoxo do "Gato de Schrodinger" 803 00:48:39,119 --> 00:48:42,098 e a natureza contraditória do problema da medição 804 00:48:42,283 --> 00:48:47,551 força-nos realmente a aceitar que os pequenos objectos à escala atómica 805 00:48:47,736 --> 00:48:51,680 obedecem ao seu próprio conjunto de regras profundamente estranhas. 806 00:48:52,165 --> 00:48:53,390 Mas em escalas maiores, 807 00:48:53,507 --> 00:48:57,238 das experiências quotidianas, essas regras desaparecem 808 00:48:57,556 --> 00:49:00,786 e um conjunto de regras novas, mais agradáveis e intuitivas 809 00:49:00,787 --> 00:49:01,838 assume o controlo. 810 00:49:02,274 --> 00:49:03,843 Como pode isto ser possível? 811 00:49:04,480 --> 00:49:08,020 Alguns argumentam que, de facto, a estranheza quântica do átomo 812 00:49:08,254 --> 00:49:11,928 poderá ser evidente por todo o cosmos, 813 00:49:12,319 --> 00:49:16,597 que talvez tenhamos de repensar tudo o que sabíamos sobre o Universo. 814 00:49:17,114 --> 00:49:21,426 Bem-vindos à interpretação multi-mundos da Mecânica Quântica 815 00:49:21,732 --> 00:49:23,278 e ao seu principal defensor, 816 00:49:23,313 --> 00:49:25,995 David Deutsch, da Universidade de Oxford. 817 00:49:26,680 --> 00:49:31,499 Deutsch propõe que a própria realidade está profundamente mal-entendida. 818 00:49:31,895 --> 00:49:35,120 Diz que o que a Mecânica Quântica descreve realmente 819 00:49:35,271 --> 00:49:40,656 não é apenas um universo, mas um número infinito de universos paralelos. 820 00:49:41,034 --> 00:49:43,075 Chama-os de "multiverso", 821 00:49:43,279 --> 00:49:47,102 em que cada resultado possível na Mecânica Quântica, 822 00:49:47,287 --> 00:49:50,120 para cada um dos átomos do Universo, 823 00:49:50,305 --> 00:49:52,063 existe algures. 824 00:49:52,848 --> 00:49:53,621 Um átomo e o seu electrão são objectos multiversais 825 00:49:53,622 --> 00:49:58,063 Professor DAVID DEUTSCH Universidade de Oxford Um átomo e o seu electrão são objectos multiversais 826 00:49:58,064 --> 00:49:58,779 Professor DAVID DEUTSCH Universidade de Oxford e esse objecto multiversal é o que a Mecânica Quântica descreve. 827 00:49:58,780 --> 00:50:03,365 e esse objecto multiversal é o que a Mecânica Quântica descreve. 828 00:50:03,679 --> 00:50:08,685 Isso significa que o aspecto de universos paralelos da realidade, 829 00:50:08,870 --> 00:50:10,285 como descrito pela teoria quântica, 830 00:50:10,511 --> 00:50:12,706 tem de se aplicar a objectos de todos os tamanhos, 831 00:50:12,891 --> 00:50:15,656 humanos, estrelas, galáxias, tudo, 832 00:50:15,841 --> 00:50:20,548 e é por isso que lhe chamamos a "Teoria de Universos Paralelos" 833 00:50:20,635 --> 00:50:23,683 em vez de apenas "Teoria de Electrões Paralelos". 834 00:50:24,707 --> 00:50:27,333 Porque nós próprios somos feitos de átomos. 835 00:50:27,352 --> 00:50:28,874 Exactamente. 836 00:50:29,081 --> 00:50:30,171 E a mesma teoria que diz 837 00:50:30,356 --> 00:50:33,520 que os átomos existem em mais que um lugar, em universos diferentes, 838 00:50:33,605 --> 00:50:36,634 diz que nós humanos também existimos em mais que um lugar 839 00:50:36,819 --> 00:50:40,091 e em mais que um estado de espírito, e por aí fora, em diferentes universos, 840 00:50:40,387 --> 00:50:44,074 e existem alguns universos onde eu e você não existimos de todo. 841 00:50:44,681 --> 00:50:48,054 O respeitado escritor e físico, Paul Davies, 842 00:50:48,089 --> 00:50:50,723 tem uma ideia ainda mais bizarra. 843 00:50:51,150 --> 00:50:54,362 Ele sugere que a estranheza do problema da medição, 844 00:50:54,595 --> 00:50:58,640 pode realmente explicar como é que o Universo surgiu. 845 00:50:59,206 --> 00:51:01,715 O cientista pode hoje fazer uma medição no laboratório 846 00:51:01,716 --> 00:51:03,165 Professor PAUL DAVIES Universidade de Macquarie O cientista pode hoje fazer uma medição no laboratório 847 00:51:03,166 --> 00:51:05,947 Professor PAUL DAVIES Universidade de Macquarie que irá afectar a natureza da realidade 848 00:51:05,948 --> 00:51:07,040 Professor PAUL DAVIES Universidade de Macquarie tal como era há cinco mil milhões de anos. 849 00:51:07,041 --> 00:51:09,667 tal como era há cinco mil milhões de anos. 850 00:51:09,680 --> 00:51:11,643 Penso que existe uma espécie de interacção cíclica 851 00:51:11,828 --> 00:51:16,162 entre a existência de organismos vivos e observadores 852 00:51:17,597 --> 00:51:20,779 e as leis e condições que lhes deram origem. 853 00:51:20,940 --> 00:51:23,764 Porque de outra forma, pode parecer um pouco milagroso 854 00:51:23,921 --> 00:51:28,672 que o Universo tenha começado com as leis e condições certas 855 00:51:28,857 --> 00:51:32,593 que levaram à existência de observadores como nós próprios, 856 00:51:32,778 --> 00:51:35,708 que não só conseguem fazer medições, como fazer sentido delas. 857 00:51:36,320 --> 00:51:39,943 Mas a Mecânica Quântica faculta essa interacção através do tempo, 858 00:51:40,128 --> 00:51:42,720 porque permite este efeito de retrocesso no tempo. 859 00:51:42,745 --> 00:51:44,321 Não se trata de um retrocesso por causalidade. 860 00:51:44,326 --> 00:51:47,389 Não é que nós, aqui e agora, possamos mudar o passado 861 00:51:47,540 --> 00:51:50,462 de modo a manipulá-lo para nos certificarmos que existimos, 862 00:51:50,855 --> 00:51:52,597 mas temos uma influência no passado 863 00:51:52,632 --> 00:51:54,502 através das medições quânticas que fazemos hoje. 864 00:51:55,420 --> 00:51:58,196 Mas também existe um lado mais pragmático no debate. 865 00:51:58,759 --> 00:52:03,648 Outros cientistas estão preocupados que estas especulações bizarras e metafísicas 866 00:52:03,833 --> 00:52:08,649 deixem o mundo das medições e da experiência laboratorial para trás. 867 00:52:10,119 --> 00:52:14,364 O professor Andrew Jackson, do Instituto Niels Bohr em Copenhaga, 868 00:52:14,599 --> 00:52:18,236 diz que, em última análise, não nos devemos preocupar com a interpretação, 869 00:52:18,389 --> 00:52:20,851 ou com o problema da medição, ou com o gato. 870 00:52:21,582 --> 00:52:23,028 Ele afirma que não nos devemos preocupar 871 00:52:23,213 --> 00:52:26,568 com a chamada verdadeira natureza da realidade, 872 00:52:26,753 --> 00:52:29,256 é suficiente que a teoria funcione. 873 00:52:30,840 --> 00:52:32,596 Tudo o que podemos medir 874 00:52:32,603 --> 00:52:36,255 Professor ANDREW JACKSON Universidade de Copenhaga nos fornece questões que podemos responder com a Mecânica Quântica. 875 00:52:36,256 --> 00:52:38,086 Professor ANDREW JACKSON Universidade de Copenhaga Então, a própria Mecânica Quântica, 876 00:52:38,097 --> 00:52:39,885 sem a necessidade de uma interpretação, 877 00:52:40,070 --> 00:52:43,937 tanto quanto sei, dá-nos respostas ou previsões, 878 00:52:43,972 --> 00:52:47,296 relativamente ao resultado de todas as experiências que consigamos fazer. 879 00:52:48,560 --> 00:52:51,950 Então... não sei... É o suficiente para mim. 880 00:52:52,960 --> 00:52:57,501 Então não acha que a Mecânica Quântica necessite de uma interpretação única, 881 00:52:57,586 --> 00:52:58,797 porque não acrescenta nada de novo? 882 00:52:58,826 --> 00:53:02,735 Não acrescenta nada de novo e não penso que nos leve ao próximo passo. 883 00:53:02,920 --> 00:53:04,648 A questão de uma interpretação 884 00:53:04,910 --> 00:53:08,633 é que esta não muda os resultados ou as regras da Mecânica Quântica, 885 00:53:08,817 --> 00:53:10,490 e é por isso que não é testável. 886 00:53:11,313 --> 00:53:14,122 A razão de ser dos últimos 200 anos da Física, 887 00:53:14,157 --> 00:53:16,757 este incrível salto em frente que demos, 888 00:53:17,088 --> 00:53:19,963 deveu-se à experiência confrontada com a teoria, 889 00:53:20,468 --> 00:53:22,923 que levou a novas teorias quando as velhas falhavam 890 00:53:23,299 --> 00:53:26,322 e assim sucessivamente, a experiência crucial, a nova teoria. 891 00:53:26,894 --> 00:53:28,761 As interpretações não fazem isso. 892 00:53:28,946 --> 00:53:33,215 As interpretações dão-nos apenas alguma maneira de acreditar 893 00:53:33,400 --> 00:53:35,307 que entendemos o que a Mecânica Quântica nos diz, 894 00:53:35,492 --> 00:53:36,811 mas este é um ponto já resolvido. 895 00:53:37,170 --> 00:53:39,764 Não há novo conteúdo na interpretação. 896 00:53:40,179 --> 00:53:45,474 A Mecânica Quântica é contra-intuitiva e vai contra o senso comum. 897 00:53:45,699 --> 00:53:48,803 O que é que diz a pessoas que insistem em querer saber 898 00:53:48,988 --> 00:53:51,988 o que um átomo está a fazer quando não se está a olhar para ele? 899 00:53:52,472 --> 00:53:53,811 Não tenho a certeza de quem estou a citar, 900 00:53:53,962 --> 00:53:56,278 alguns dizem que é Feynman, outros Dirac, 901 00:53:56,363 --> 00:53:58,827 mas a resposta é: "Cale-se e calcule". 902 00:53:59,225 --> 00:54:01,574 Então a sua conclusão é "cale-se e use a matemática". 903 00:54:01,759 --> 00:54:02,711 Exacto. 904 00:54:03,594 --> 00:54:05,335 "Cale-se e calcule"? 905 00:54:05,686 --> 00:54:08,574 Será isto efectivamente pragmatismo científico 906 00:54:08,759 --> 00:54:11,607 ou apenas fundamentalismo dogmático? 907 00:54:11,919 --> 00:54:16,351 A razão pela qual isto é filosoficamente inaceitável, 908 00:54:17,831 --> 00:54:20,069 pode ser melhor compreendida ao compará-la 909 00:54:20,220 --> 00:54:22,350 com um episódio antigo na história da Física, 910 00:54:22,535 --> 00:54:25,172 nomeadamente a atitude da Inquisição, 911 00:54:26,180 --> 00:54:27,693 há algumas centenas de anos, 912 00:54:27,878 --> 00:54:33,179 em relação à ideia de que a Terra gira à volta do Sol e não o contrário. 913 00:54:33,534 --> 00:54:39,009 Quiseram promover um compromisso com Galileu onde admitiriam 914 00:54:39,194 --> 00:54:42,408 que as posições das estrelas, planetas e do Sol no céu 915 00:54:42,595 --> 00:54:46,412 são exactamente como o previsto por essa teoria, 916 00:54:47,377 --> 00:54:52,015 mas que era presunção humana 917 00:54:52,200 --> 00:54:56,281 propor ser-se capaz de descrever a realidade subjacente, 918 00:54:56,466 --> 00:54:59,593 o porquê de as estrelas aparecerem num sítio, em vez de outro. 919 00:54:59,778 --> 00:55:02,588 Aconteceu o mesmo com a Mecânica Quântica, no séc. XX. 920 00:55:03,151 --> 00:55:04,911 Um grupo de pessoas que não gostava 921 00:55:04,996 --> 00:55:08,176 das implicações que a teoria tinha em relação à realidade 922 00:55:08,361 --> 00:55:12,417 percebeu que podia usá-la na prática usando apenas as suas previsões. 923 00:55:12,994 --> 00:55:15,217 Esta é uma jogada que podemos sempre fazer 924 00:55:15,252 --> 00:55:16,877 com qualquer teoria científica, 925 00:55:16,912 --> 00:55:20,187 podemos sempre negar que descreve a realidade. 926 00:55:20,696 --> 00:55:23,142 Não podemos ser desacreditados pela experiência, 927 00:55:23,327 --> 00:55:28,055 mas enquanto posição filosófica, é um beco sem saída, é estéril. 928 00:55:33,079 --> 00:55:37,560 Acho que é justo dizer que a maioria dos físicos usam a Mecânica Quântica 929 00:55:37,595 --> 00:55:39,461 para descrever o mundo subatómico 930 00:55:39,646 --> 00:55:43,107 sem se preocupar em demasia com a interpretação. 931 00:55:43,680 --> 00:55:46,297 Pessoalmente, não sou muito a favor deste ponto de vista. 932 00:55:46,875 --> 00:55:49,259 Não tenho uma interpretação preferida, 933 00:55:49,444 --> 00:55:53,306 mas acredito que a Natureza tem de se comportar de uma forma particular. 934 00:55:53,635 --> 00:55:57,073 Então, apenas uma das interpretações pode estar correcta, 935 00:55:57,299 --> 00:56:01,612 e para ser honesto, provavelmente ainda não encontrámos a resposta final, 936 00:56:01,797 --> 00:56:04,354 mas penso que será apenas uma questão de tempo. 937 00:56:05,006 --> 00:56:09,482 Certamente não subscrevo a interpretação "cale-se e calcule", 938 00:56:09,875 --> 00:56:13,365 prefiro a visão "cale-se enquanto calcula". 939 00:56:13,550 --> 00:56:17,562 Isto significa que estou feliz em fazer os meus cálculos para estudar os átomos, 940 00:56:17,747 --> 00:56:19,589 mas quando estou afastado do meu trabalho, 941 00:56:19,774 --> 00:56:22,894 ainda me preocupo com o que tudo isto significa. 942 00:56:35,139 --> 00:56:37,699 Nos últimos cem anos, 943 00:56:37,734 --> 00:56:40,324 perscrutámos as profundezas do átomo, 944 00:56:40,509 --> 00:56:43,333 a pedra basilar do Universo, 945 00:56:43,614 --> 00:56:48,662 e dentro deste pequeno objecto, encontrámos um estranho novo mundo 946 00:56:48,847 --> 00:56:53,933 governado por leis exóticas que por vezes parecem desafiar a razão. 947 00:56:54,834 --> 00:56:58,337 Os átomos presenteiam-nos com contradições estonteantes. 948 00:56:58,622 --> 00:57:01,517 Podem comportar-se tanto como partículas ou como ondas, 949 00:57:01,745 --> 00:57:04,823 aparentam estar em mais que um lugar ao mesmo tempo, 950 00:57:05,200 --> 00:57:10,778 forçam-nos a repensar o que entendemos por passado e futuro, por causa e efeito, 951 00:57:11,261 --> 00:57:16,025 e dizem-nos coisas estranhas sobre de onde veio o Universo e para onde vai. 952 00:57:16,450 --> 00:57:21,653 Impressionante para algo que tem apenas um milionésimo de milímetro de diâmetro. 953 00:57:22,475 --> 00:57:26,708 Foi por isso que Niels Bohr, o pai da Física Atómica, disse uma vez: 954 00:57:26,912 --> 00:57:32,132 "No que toca a átomos, a linguagem apenas pode ser usada como poesia". 955 00:57:33,059 --> 00:57:35,050 O que é fascinante para mim 956 00:57:35,350 --> 00:57:39,533 é que embora tenhamos aprendido imenso sobre os átomos e o seu comportamento, 957 00:57:39,869 --> 00:57:43,293 a nossa viagem científica ainda mal começou. 958 00:57:43,851 --> 00:57:47,987 Porque, ainda que saibamos como um, ou alguns átomos, se comportam, 959 00:57:48,463 --> 00:57:51,604 a forma como triliões deles se juntam em concerto, 960 00:57:51,789 --> 00:57:53,562 para criar o mundo à nossa volta, 961 00:57:53,747 --> 00:57:55,928 é ainda um enorme mistério. 962 00:57:56,482 --> 00:57:58,512 Para lhe dar um exemplo dramático: 963 00:57:58,748 --> 00:58:00,720 os átomos que constituem o meu corpo 964 00:58:00,905 --> 00:58:06,204 são idênticos aos átomos das rochas, das árvores, do ar e até das estrelas, 965 00:58:06,555 --> 00:58:10,359 e no entanto, eles uniram-se para criar um ser consciente 966 00:58:10,675 --> 00:58:13,684 que consegue formular a questão: "O que é um átomo?" 967 00:58:14,380 --> 00:58:19,450 Explicar tudo isto é certamente o próximo grande desafio da ciência. 968 00:58:19,880 --> 00:58:24,880 Tradução e legendagem: zekatreka @ docsPT 969 00:58:55,018 --> 00:59:00,018 www.docsPT.com