No campo da física de partículas, a teoria das cordas reúne a mecânica quântica e a teoria geral da relatividade de Albert Einstein.

explicada pela teoria das cordas

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O que é teoria das cordas?

A teoria das cordas fornece uma estrutura teórica em que todas as partículas, de fótons a quarks, são cordas unidimensionais em oposição a pontos de dimensão zero. Se fosse encontrada uma versão da teoria das cordas que se sustentasse em todos os contextos, ela serviria como um único modelo matemático para descrever a natureza do universo - uma teoria de tudo que substituiria o modelo padrão da física, que não explica a gravidade.

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As 5 idéias centrais da teoria das cordas

Compreender os meandros da teoria das cordas requer um estudo extenso, mas familiarizar-se com os principais elementos da teoria das cordas lhe dará uma compreensão básica de seus conceitos centrais.

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  1. Cordas e branas: As cordas são filamentos unidimensionais que se apresentam em duas formas: cordas abertas e cordas fechadas. Uma corda aberta tem pontas que não se conectam, enquanto uma corda fechada forma um laço fechado. Branas (derivadas da palavra 'membrana') são objetos parecidos com folhas aos quais os cordões podem ser fixados nas duas extremidades. As branas são capazes de se mover no espaço-tempo de acordo com as regras da mecânica quântica.
  2. Dimensões espaciais adicionais: Os físicos aceitam que o nosso universo contém três dimensões espaciais, mas os teóricos das cordas defendem um modelo que descreve dimensões extras do espaço. Na teoria das cordas, pelo menos seis dimensões adicionais não são detectadas porque estão fortemente compactadas em uma forma dobrada complexa chamada de coletor de Calabi-Yau.
  3. Gravidade quântica: A teoria das cordas é uma teoria da gravidade quântica porque tenta fundir a física quântica com a teoria da relatividade geral. A física quântica estuda os menores objetos do universo - como átomos e partículas subatômicas - enquanto a relatividade geral normalmente se concentra em objetos de grande escala no universo.
  4. Supersimetria: Também conhecida como teoria das supercordas, a supersimetria descreve a relação entre dois tipos de partículas, bósons e férmions. Na supersimetria da teoria das cordas, um bóson (ou partícula de força) sempre tem uma contraparte férmion (ou partícula de matéria) e vice-versa. O conceito de supersimetria ainda é teórico, pois os cientistas ainda não viram nenhuma dessas partículas. Alguns físicos especulam que isso ocorre porque seriam necessários níveis de energia incrivelmente altos para gerar bósons e férmions. Essas partículas podem ter existido no início do universo antes do big bang, mas depois foram quebradas nas partículas de baixa energia vistas hoje. O Large Hadron Collider (o colisor de partículas de maior energia do mundo) pode, em algum ponto, gerar energia suficiente para apoiar essa teoria - embora ainda não tenha encontrado evidências de supersimetria.
  5. Forças unificadas: Os teóricos das cordas acreditam que podem usar cordas interativas para explicar como as quatro forças fundamentais da natureza - a força da gravidade, a força eletromagnética, a força nuclear forte e a força nuclear fraca - criam uma teoria unificada de tudo.
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Uma breve história da teoria das cordas

A linha do tempo a seguir marca realizações significativas no campo da teoria das cordas.

  • 1968: Gabriele Veneziano, um físico teórico italiano que trabalha na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), usou dados coletados de vários aceleradores de partículas para formular os fundamentos da teoria das cordas. Ele construiu o modelo de ressonância dupla depois de perceber que poderia usar a fórmula da função beta de Euler de 200 anos para explicar as características físicas de partículas de interação forte.
  • 1970: O nome 'teoria das cordas' é cunhado quando três físicos - Leonard Susskind, Holger Nielsen e Yoichiro Nambu - que usaram o modelo de Veneziano para sugerir que o universo é feito de minúsculas cordas vibrantes.
  • 1971: O professor de física teórica Pierre Ramond iniciou o desenvolvimento da teoria das supercordas formulando o conceito de supersimetria.
  • 1974: O físico japonês Tamiaki Yoneya descobriu que a teoria das cordas contém uma partícula com as propriedades de um gráviton - uma partícula quântica que carrega a força gravitacional - e percebeu que aspectos da teoria das cordas também podem ser uma teoria da gravidade.
  • 1984: O físico inglês Michael Green e o físico americano John Schwarz descobriram o cancelamento da anomalia na teoria das cordas tipo I, que ficou conhecida como mecanismo de Green-Schwarz. Esse evento conectou ainda mais as idéias da teoria das cordas com a supersimetria e lançou a primeira revolução das supercordas.
  • 1985: O 'Princeton String Quartet' - David Goss, Jeffrey Harvey, Emil Martinec e Ryan Rohm - descobriu cordas heteróticas, que são cordas fechadas que são híbridos de uma supercorda e corda bosônica.
  • novecentos e noventa e cinco: Edward Witten, um físico teórico do Institute for Advanced Study em Princeton, New Jersey, sugeriu que as cinco diferentes versões aceitas da teoria das cordas não são, na verdade, teorias separadas. Witten propôs que eles são apenas limites variáveis ​​de uma única teoria que Witten chamou de teoria-M. A ideia da teoria M lançou a segunda revolução das supercordas.

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