De 8–12 anos · cerca de 6 minutos
O espaço é uma espécie de mar?
E se tudo for uma ondinha em cima de algo que não dá para ver?
A grande ideia
Talvez as partículas não sejam tijolinhos. Talvez sejam ondinhas em um mar escondido.
- superfluido
- Um líquido tão frio que flui para sempre sem nunca ir ficando mais lento.
- ondinha
- Um desenho que um material está fazendo. Não é uma coisa separada.
- horizonte
- Uma beirada de mão única. Depois que você passa, não dá para voltar.
E se tudo for uma ondinha em cima de algo que não dá para ver?
Olhe uma onda passando por um lago. A onda é real. Você pode medir a velocidade dela e o quanto ela carrega. Mas a onda não é uma coisa pousada na água. Ela é algo que a água está fazendo.
Agora faça a pergunta estranha. E se um elétron for assim? Não um tijolinho, mas um desenho em algo mais fundo. Alguns físicos levam isso a sério, e chegaram lá pelos líquidos muito frios.
O que sabemos com certeza
Esfrie bastante o hélio e ele vira um líquido. Esfrie mais ainda e ele vira um superfluido. Um superfluido flui sem nenhum atrito. Coloque ele para girar e ele simplesmente continua.
Um físico russo e finlandês chamado Grigory Volovik passou a vida com esses líquidos. Ele notou uma coisa espantosa. A matemática das ondinhas dentro do hélio superfluido parecia estranhamente familiar. Ela parecia quase igual à matemática das partículas do nosso universo.
Melhor ainda, os líquidos conseguem copiar a gravidade. Faça um líquido correr mais rápido do que as ondas dele. Você acabou de construir um horizonte. O som não escapa dali. É como a luz que não escapa de um buraco negro. Em 2016 Jeff Steinhauer mediu o brilho fraquinho que vazava de um horizonte de laboratório.
O que os cientistas estão testando agora
Então aqui vai a grande ideia. Talvez o nosso próprio espaço também seja um superfluido. Aí cada partícula seria uma ondinha nele. Os cientistas estão testando essa ideia, e ela está longe de estar resolvida.
O teste é esperto. Um líquido de verdade tem um estado de repouso, um jeito de ficar parado. Se o espaço fosse um líquido, isso deixaria uma impressão digital. Luzes de cores diferentes deveriam viajar com velocidades um tiquinho diferentes.
Então os astrônomos observam clarões enormes chamados explosões de raios gama. Eles estão a bilhões de anos-luz daqui. Depois de uma viagem tão longa, até uma diferença minúscula apareceria como um atraso. Os cientistas mediram isso com cuidado. As cores chegam juntas.
Esse resultado importa. Ele descarta as versões simples da ideia. As versões cuidadosas sobrevivem, e é para lá que o trabalho foi.
Por que isso importa
Tem um prêmio escondido aqui. Some a energia que o espaço vazio deveria guardar. Você chega a um número colossal. Depois olhe o que os astrônomos realmente veem e você chega a um número minúsculo. Os dois discordam de um jeito assombroso.
Essa é uma das maiores perguntas em aberto de toda a física. Um espaço feito de superfluido talvez responda a ela direitinho. Ninguém precisaria mexer nos números para as contas fecharem.
Sua vez
Se você fosse uma ondinha, será que conseguiria descobrir sobre o que estava ondulando? Que experimento uma ondinha poderia fazer?
Ninguém resolveu isso ainda. As medições estão ficando cada vez mais afiadas. Talvez você faça a próxima.
Teste em casa
Ache uma beirada de mão única na sua pia
Você precisa de: Uma pia de cozinha ou um prato grande e liso, uma torneira aberta e uma colher de chá
- 1.Deixe um fiozinho de água cair no fundo liso da pia.
- 2.Procure um círculo liso e brilhante onde a água bate, terminando num anelzinho de repente.
- 3.Molhe a ponta da colher na água fora do anel e faça ondas pequenas em direção ao meio.
Repare: As suas ondas não conseguem entrar no círculo liso. Lá dentro, a água corre para fora mais rápido do que as ondas viajam. Esse anel é uma beirada de mão única, feita com uma torneira e uma pia.
Para adultos e leitores mais velhos
Esta lição vem do Capítulo 5: Teoria do vácuo superfluido: o vácuo como um fluido quântico e da unidade do mapa O vácuo como fluido quântico.