Viagens no tempo, universos paralelos e dimensões extras fazem parte do imaginário de quem tenta compreender os limites do espaço e do tempo. Para alguns físicos, não se trata apenas de temas de ficção científica, e sim de consequências possíveis de teorias matemáticas que tentam descrever a natureza em suas escalas mais fundamentais.
Um desses pesquisadores é o iraniano Cumrun Vafa, professor da Universidade Harvard e um dos nomes mais influentes da Teoria das Cordas. Seu trabalho está ligado a uma das maiores ambições da física contemporânea: encontrar uma estrutura capaz de conciliar a mecânica quântica — que descreve o mundo das partículas — com a Relatividade Geral de Einstein, extraordinariamente bem-sucedida na descrição da gravidade, das estrelas, dos planetas e da estrutura do cosmos.
O problema é que, para funcionar, a Teoria das Cordas exige uma realidade muito mais complexa do que aquela que nossos sentidos conseguem perceber. Dependendo da formulação, o Universo teria dez ou onze dimensões, embora as adicionais permaneçam compactificadas em escalas inimaginavelmente pequenas, inviabilizando sua medição com os recursos de que dispomos atualmente. Isso sem falar que não temos qualquer evidência experimental direta de sua existência.
E aqui surge uma questão que acompanha a ciência desde seus primórdios: até onde podemos confiar numa teoria que ainda não conseguimos testar? Segundo Vafa, compreender a física não significa necessariamente mergulhar em um oceano de equações. Muitas ideias aparentemente complicadas podem ser apresentadas por meio de exemplos simples, desde que consigamos enxergar o princípio escondido por trás deles.
Um dos episódios mais famosos da história da ciência envolve Galileu Galilei. Reza a lenda que ele teria deixado cair objetos de massas diferentes do alto da Torre de Pisa para demonstrar que, desprezando a resistência do ar, a velocidade de queda não depende da massa do corpo. A história provavelmente foi embelezada ao longo do tempo e não há evidência sólida de que o polímata italiano tenha realizado exatamente esse experimento na torre. Mas sabemos que ele estudou cuidadosamente a queda dos corpos e chegou a conclusões que contrariavam a física aristotélica.
A ideia fundamental, entretanto, permanece extraordinária: um fenômeno aparentemente simples pode esconder uma verdade profundamente contraintuitiva. É mais ou menos isso que acontece quando tentamos falar sobre dimensões extras, universos paralelos ou uma possível teoria que una toda a física. Não precisamos necessariamente começar pelas equações. Podemos começar pela pergunta, e talvez a pergunta mais importante seja justamente esta: e se aquilo que chamamos de realidade for apenas uma parte muito pequena daquilo que existe?
A Teoria das Cordas parte de uma hipótese tão simples quanto ousada: as partículas fundamentais não seriam pontos sem dimensão, mas diminutas cordas que vibram de diferentes maneiras. Cada padrão de vibração corresponderia a uma partícula diferente — uma espécie de sinfonia cósmica na qual elétrons, quarks e outras partículas seriam notas produzidas por um mesmo instrumento fundamental.
A premissa é matematicamente elegante, mas a natureza não premia a elegância. Para que ela seja levada a sério como descrição física do Universo, é preciso encontrar alguma maneira de confrontá-la com a realidade. E é justamente aí que começa o problema.
As dimensões adicionais previstas por suas formulações mais conhecidas seriam tão pequenas e compactas que não conseguimos observá-las diretamente. Ademais, a energia necessária para testar muitos de seus efeitos estariam além da capacidade dos aceleradores de partículas atuais.
A teoria também prevê naturalmente um candidato a mediador quântico da gravidade: o gráviton. Mas nenhuma experiência conseguiu detectar essa partícula, e estruturas associadas à supersimetria, embora fundamentais em muitas formulações das supercordas, também permanecem sem confirmação experimental.
Isso não significa que a Teoria das Cordas esteja errada, apenas que, até agora, a matemática chegou mais longe do que o laboratório. E a história da ciência mostra que isso nem sempre é motivo para abandonar uma ideia. A própria natureza da luz oferece um exemplo magnífico de como a ciência pode avançar aos tropeços, mudar de direção e, décadas depois, descobrir que ideias aparentemente incompatíveis continham pedaços da verdade.
Newton defendia uma concepção corpuscular da luz, enquanto Christian Huygens sustentava que ela tinha natureza ondulatória. As duas interpretações disputaram espaço até o início do século XIX, quando os experimentos de Thomas Young e os trabalhos de Augustin-Jean Fresnel forneceram evidências extraordinárias em favor da natureza ondulatória.
Parecia que a questão estava resolvida, mas em 1915 Einstein explicou o efeito fotoelétrico, mostrando que a luz também podia ser descrita em termos de quanta de energia (mais tarde, esses quanta seriam chamados de fótons, mas a luz não precisou escolher entre ser onda ou partícula). Hoje sabemos que a luz apresenta aquilo que chamamos de dualidade onda-partícula. A antiga disputa entre duas explicações aparentemente incompatíveis acabou dando lugar a uma descrição quântica muito mais estranha — e muito mais profunda.
Uma das maiores lições da história da física ensina que uma teoria pode perder espaço, parecer ultrapassada e, ainda assim, preservar uma parte da verdade que será recuperada quando o conhecimento avançar. É por isso que a ausência de confirmação experimental da Teoria das Cordas não encerra necessariamente a história. Pode ser apenas o intervalo entre uma pergunta e o experimento capaz de respondê-la; afinal, a matemática pode apontar para lugares onde os instrumentos ainda não conseguem chegar.
E talvez seja justamente aí que comece a próxima etapa da nossa viagem.
Continua…
