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As assimetrias da natureza criam o novo, o variado e as mudanças

Compartilhe:     |  10 de outubro de 2014

Historicamente, a ciência se caracterizou pela busca do regular, do simétrico, do padronizado. Faz sentido. Afinal, são os ritmos do mundo natural e os fenômenos que se repetem que levam à elaboração de leis. As leis da natureza são uma destilação desses padrões, que reconhecemos por meio de observações e experimentos. Com isso, é possível obter uma descrição matemática capaz de explicar dados coletados.

A natureza, sendo generosa, nos dá uma ajuda: as imperfeições não têm qualquer efeito mesmo que um sistema não seja simétrico — na verdade nenhum é. Quando descrevemos a órbita da Terra em torno do Sol, por exemplo, não é importante que a Terra tenha oceanos e uma atmosfera, ou que o Sol seja uma fornalha com gigantescas erupções magnéticas. Basta sabermos as massas do Sol e da Terra, e a sua distância. Outros detalhes podem ser descartados sem problemas.

Por trás do exemplo acima, e da maioria dos sistemas nas ciências físicas, está a ideia de aproximação: se as imperfeições e detalhes de um sistema têm um efeito pequeno podemos desprezá-las sem consequências. Simplificamos as coisas, e a matemática fica bem mais fácil.

O sucesso das aproximações levou à noção de simetria na natureza. Certas leis físicas demonstram a existência de simetrias, e cada uma delas está associada a uma “lei de conservação”, que afirma que uma determinada quantidade (de massa, de energia, de carga elétrica) não muda durante um processo físico. Se duas partículas (digamos, dois elétrons) colidem, a energia total antes e depois da colisão é a mesma — e a carga elétrica também. Essa ligação entre simetria e lei de conservação é um triunfo da aplicação da matemática ao mundo natural. Mas é ela, também, que leva ao contraexemplo: se a lei de conservação falha, a simetria deve ser violada.

DEVERIA HAVER SIMETRIA ENTRE A MATÉRIA E A ANTIMATÉRIA NO UNIVERSO. ISSO ACABARIA COM PESSOAS, ESTRELAS E GALÁXIAS

Nas últimas décadas, vem ficando cada vez mais claro que as assimetrias têm um papel essencial na natureza. De forma geral, são elas que criam o novo, o variado, as transformações que determinam a evolução da maioria dos sistemas naturais, dos átomos às galáxias. Mudanças ocorrem apenas quando existe um desequilíbrio: se tudo fica na mesma, a simetria prevalece e nada de muito interessante acontece.

O exemplo mais essencial disso é a nossa própria existência. Segundo as leis da física quântica, deveria haver uma simetria entre a matéria e a chamada antimatéria. Antimatéria não tem nada de esotérico: simplesmente é composta de partículas com certas propriedades invertidas. Por exemplo, um átomo de anti-hidrogênio é composto de um antipróton no núcleo (com carga negativa) e um pósitron à sua volta (com carga positiva). É o inverso do hidrogênio. O problema é que quando matéria e antimatéria entram em contato elas se desintegram, virando radiação pura. Se houvesse a mesma quantidade de ambas no Universo, a maior parte teria sido aniquilada: estrelas, pessoas e galáxias não existiriam. Estamos aqui porque a assimetria entre matéria e antimatéria permitiu isso.

O que causou essa imperfeição? O Cosmo nasceu imperfeito? Para um físico afirmar que o Universo é assim não avança o conhecimento. A questão permanece em aberto, desafiando nossa criatividade.

*Professor de física e astronomia do Dartmouth College, nos EUA. É vencedor de dois prêmios Jabuti e seu mais novo livro chama-se Criação Imperfeita



Fonte: Revista Galileu



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