• Eduardo Sato

Problemas em aberto na Física




A Física é considerada por muitos uma das mais sólidas e precisas das ciências. Porém, isto não a torna imune a problemas. Conheça alguns dos problemas que a Física ainda não consegue resolver: a gravitação quântica, o problema do Lítio e a massa dos neutrinos.


Gravitação Quântica

Até onde vai nosso conhecimento, existem quatro forças fundamentais na natureza: a eletromagnética, a gravitacional, a forte e a fraca. Três delas são muito bem descritas pela chamada teoria quântica de campos, mas uma delas permanece sem uma teoria consistente: a gravidade.


A melhor maneira que temos de descrever a gravidade é usando a teoria da relatividade geral, porém esta é uma teoria clássica. Ao tentar quantizar essa teoria da maneira tradicional, várias inconsistências surgem, como o aparecimento de infinitos nas contas. Assim, ainda não temos uma versão quântica da gravitação.


Uma teoria de gravitação quântica é fundamental para entender efeitos gravitacionais em nível microscópico, podendo levar a uma melhor compreensão dos buracos negros e dos instantes iniciais do universo, logo após o Big Bang.


Problema do Lítio


Este é um problema menos conhecido, mas que pode gerar problemas para o atual modelo de cosmologia. Um dos principais triunfos da teoria do Big Bang é prever as proporções entre os elementos leves (hidrogênio, hélio, berílio, lítio e seus isótopos) com uma grande precisão.


E para a maioria das previsões, temos observações experimentais que concordam com o modelo. Mas a coisa muda quando olhamos para a abundância do Lítio-7. Observando estrelas bem antigas, da chamada população II (baixa quantidade de metais), medimos uma quantidade de lítio cerca de três vezes menor que a esperada.


Conhecemos essa inconsistência há anos, mas ainda não sabemos como explicar esta aparente falta de lítio no universo. Onde está todo o Lítio?


Massa do neutrino

Os neutrinos são partículas elementares bastante peculiares, não possuem carga elétrica e apenas interagem através da interação fraca. São dificílimos de detectar pois interagem muito pouco com outras partículas, podendo atravessar quilômetros de chumbo sem nenhuma interação.


As peculiaridades não acabam aí. Até agora conhecemos três tipos de neutrinos: eletrônicos, muônicos e tauônicos, e observando atentamente o comportamento destas partículas percebemos que um neutrino pode se transformar em outro enquanto viaja pelo espaço em um fenômeno conhecido como oscilação de neutrinos. Imagine jogar um limão na direção de um amigo seu e quando ele o pegasse visse em suas mão uma laranja? É isso que vemos em experimentos de neutrinos.


Quando mergulhamos nos detalhes da teoria dos neutrinos, descobrimos que a oscilação de neutrinos só acontece se eles possuírem massa. Um dado estranho visto que sua velocidade de propagação é muito próxima à velocidade da luz, e quanto mais massivo um corpo, mais difícil é atingir velocidades tão grandes. Diversos experimentos foram feitos para tentar medir qual o valor da massa dos neutrinos, mas nenhum foi capaz de dizer com precisão.


O que sabemos até agora é que essa massa é muito pequena, pelo menos 500 mil vezes menor que a do elétron. Existem diversos experimentos dedicados a fazer esta medição, mas nenhum deu um resultado conclusivo.


Resumindo..

Existe muito a se descobrir e explorar nas pesquisas em Física. Estes são apenas alguns exemplos, mas vários outros estão por aí. Como diria Carl Sagan: “Em algum lugar algo incrível está para ser descoberto”. Será que você será a pessoa que resolverá algum desses mistérios?

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