O que é a Teoria das Cordas e como ela é definida?

Evelyn Maitee Marin
Engenheiro Industrial, Mestre em Física e EdD

A Teoria das Cordas é uma abordagem física que tenta conciliar a teoria da relatividade geral e a mecânica quântica em um único modelo que contém e descreve todas as forças fundamentais da natureza. Nesta teoria, as partículas elementares não são partículas pontuais, como indicado pelo modelo padrão de física, mas sim representam "cordas" ou "filamentos" de dimensão infinitesimal que vibram no espaço tempo.

O nome da teoria é baseado na suposição de que as partículas fundamentais são objetos unidimensionais que são assemelham-se a cordas, que oscilam em diferentes frequências, o que determina a massa e o tipo de partícula que representar.

Essa teoria se originou por volta do final dos anos 1960 e foi desenvolvida por vários físicos, incluindo Gabriele Veneziano, Yoichiro Nambu, Leonard Susskind, John H. Schwarz e Michael Green, entre outros. No entanto, as principais publicações começaram a ser geradas por Jöel Scherk e John Henry Schwarz por volta de 1974. Os cientistas mencionados estavam procurando uma maneira de conciliar a teoria da relatividade geral e a mecânica quântica, e chegou à ideia de que as partículas elementares eram na verdade cordas vibrando no espaço-tempo, em vez de partículas pontual. Nas décadas seguintes, a teoria das cordas foi objeto de muita controvérsia e debate na comunidade científica.

A base da teoria das cordas é a ideia de que toda a matéria e forças fundamentais do universo são o resultado da vibração dessas cordas.

Caracteristicas

Algumas das características e premissas da teoria das cordas incluem:

• As partículas elementares são, na verdade, cordas unidimensionais que vibram no espaço-tempo.

• As características dessas cordas (como comprimento e tensão) determinam as propriedades das partículas que elas geram.

• Os diferentes modos de oscilação dessas cordas poderiam explicar a existência de todas as partículas elementares conhecidas, incluindo bósons e férmions.

• Envolve múltiplas dimensões extraespaciais, além das quatro dimensões que vivenciamos em nossa realidade cotidiana.

Essa teoria, ou chamada por alguns cientistas de hipótese, é baseada em modelos matemáticos que são extremamente complexos e são derivados da mecânica quântica, relatividade geral, geometria diferencial e a topologia.

É importante observar que esses conceitos que estão associados à teoria continuam sendo objeto de pesquisa e, portanto, é possível que os modelos matemáticos e as equações usadas são modificados à medida que novas descobertas são feitas e novas são feitas pesquisar.

A teoria das cordas não fornece uma explicação completa da origem do universo, pois se concentra mais na natureza fundamental da realidade e das partículas elementares. No entanto, é compatível até certo ponto com a teoria do Big Bang, ao explicar fenômenos como a inflação cósmica, que é um período de expansão acelerada que ocorreu nos primeiros momentos do universo, e a formação de estruturas em grande escala escala.

Desafios e críticas

A teoria das cordas tem sido objeto de muitos críticos e detratores ao longo dos anos, e alguns dos argumentos se relacionam com os seguintes aspectos:

• Falta de evidência empírica: apesar de décadas de pesquisa, a teoria das cordas ainda não possui evidências empíricas suficientes para confirmar sua veracidade.

• complexidade matemática: Essa teoria é extremamente complexa do ponto de vista matemático, o que dificulta o entendimento da maioria das pessoas.

• incomensurabilidade: é incomensurável com a física padrão, o que significa que experimentos não podem ser realizados para comparar e estabelecer relações entre as duas teorias.

• multiversos: sua fundação implica a existência de múltiplos universos e é difícil para algumas pessoas aceitar essa ideia.

• Dificuldade em fazer previsões: Devido à sua complexidade, a teoria das cordas é difícil de usar para fazer previsões precisas sobre fenômenos físicos observáveis.

Estas são apenas algumas das críticas e desvantagens que foram levantadas contra a teoria das cordas. Apesar desses desafios, a pesquisa nessa área continua e muitos cientistas acreditam que ela pode ser a chave para unificar a física.

Campos de aplicação

A teoria das cordas é aplicada em campos como física de alta energia, cosmologia e física teórica. Também tem implicações para a física de partículas e a gravidade quântica. Além disso, tem sido usado para estudar a física dos buracos negros e sua entropia.

Por um lado, a teoria das cordas pode resolver algumas das questões mais fundamentais da física, como a reconciliação entre a teoria da relatividade geral e a mecânica quântica. Sua filosofia apóia a existência de múltiplas dimensões e universos paralelos, o que se tornou uma das áreas de pesquisa mais ativas da cosmologia teórica.

Por outro lado, a hipótese em que se baseia este modelo também levou a um grande número de avanços na física mais além da cosmologia, como na teoria da matéria condensada e da informação quântica, entre outras Campos.

A cosmologia é uma das áreas em que a teoria das cordas teve uma participação significativa nas últimas décadas.