O que é alguma coisa?
Perguntas simples são as mais difíceis de responder.
O que é uma coisa? Por que as coisas acontecem?
E por que elas acontecem como acontecem? Vamos tentar responder isso passo a
passo. Do que você é feito? Você é matéria, que é feita
de moléculas, que são feitas de átomos, e estes são feitos de partículas elementares.
Mas se as partículas elementares são as menores coisas que existem, então, do que elas são feitas?
Para responder a uma pergunta simples, vamos começar de forma também simples.
Vamos limpar o universo. Tirar matéria, antimatéria, radiação, partículas, tudo.
Agora vamos olhar mais de perto: absolutamente nada. O que é esse espaço
vazio? É o que chamamos de vácuo? Não há átomos, não há matéria,
nada. É tudo realmente vazio? Nada nos dá os alicerces para tudo.
De certa forma, o espaço vazio é muito parecido com um oceano bem calmo. Enquanto a água está
calma, quando nada está acontecendo, uma brisa forte pode criar grandes ondas.
O nosso universo também funciona assim. Existem esses "oceanos" por toda parte.
Os físicos os chamam de "campos". Isto pode soar estranho e novo. Mas
pense na radiação, por exemplo. Quando se estimula aquilo que é
conhecido como campo eletromagnético, é criada uma pequena dobra, uma partícula chamada fóton,
que transporta a radiação que percebemos como luz. Isso não acontece só com a luz. Todas as
partículas do universo surgem assim. Existem campos para cada partícula
de matéria, todos com regras próprias. Por exemplo, junto com o campo eletromagnético,
há campos de elétron em todo o universo, cujas pequenas dobras são chamadas de elétrons.
Ao todo, os campos do nosso universo podem produzir 17 partículas, que podem ser divididas
em três categorias: os léptons,
os quarks e os bósons.
Os léptons são formados pelos elétrons e seus primos, as partículas múon e tau,
cada qual com seu respectivo neutrino. Em seguida, temos os quarks, que são
a família nuclear das partículas. Eles são sempre encontrados juntos, em grupos e pares,
formando prótons e nêutrons, que constituem os núcleos dos átomos.
Juntos, léptons e quarks são as partículas da matéria, que compõem tudo o que você vê.
O ar que respiramos, o Sol, e até mesmo o computador que você está usando agora
para se distrair das obrigações. Mas as coisas não apenas existem,
elas também têm funções. Num sentido filosófico,
as propriedades de uma coisa a definem tanto quanto sua própria existência.
É aqui que entram em jogo os bósons e os campos que os criam.
Enquanto quarks e léptons surgem de campos de matéria, os bósons surgem de campos de força.
Chamamos de força a uma regra do universo, e até agora, quatro forças fundamentais
foram descobertas: o eletromagnetismo,
a gravidade, e as forças nucleares forte e fraca.
As forças são as regras do jogo, onde as peças são as partículas e o jogo é o universo;
e são as forças que ditam como e o que cada partícula pode fazer.
O Bispo se move na diagonal. As partículas sem massa se movem na velocidade da luz.
O cavalo pode pular; a gravidade atrai. As forças determinam como as partículas interagem,
o que, em última análise, é o que possibilita com que elas construam tudo o que vemos no universo.
A gravidade não serve só para órbitas em torno do Sol ou maçãs caindo de árvores.
Como regra, ela diz que matérias se atraem, formando planetas e estrelas.
O eletromagnetismo não é só uma regra de atração e repulsão dos ímãs
ou correntes elétricas em lâmpadas. Ele rege todas as ligações atômicas
que constroem todas as moléculas. Juntas, as forças e partículas são
como as ferramentas da existência. Os bósons são como mensageiros,
conectando as partículas de matéria, para passar a mensagem de uma à outra sobre como se mover.
Cada partícula usa um conjunto de forças para interagir com outras partículas.
Por exemplo, quarks interagem usando o eletromagnetismo e a força nuclear forte;
já os elétrons não usam a força nuclear forte, apenas o eletromagnetismo.
Os quarks trocam forças fortes de bósons, comunicando a forte atração nuclear entre si,
enquanto os prótons criados trocam partículas de eletromagnetismo, os fótons, com os elétrons.
Assim, os quarks acabam presos em núcleos, enquanto os elétrons ficam ligados por
sua atração elétrica, formando os átomos. Mesmo que o universo tenha muitos fenômenos
grandiosos e que parecem bem complexos, como a vida, supernovas e computadores,
se você der um superzoom em qualquer coisa, verá só 17 partículas emergindo de campos
subjacentes jogando um jogo com quatro regras. Em resumo, na forma mais básica que conhecemos
agora, é isso que as coisas são. Essa teoria é chamada de Modelo
Padrão da física de partículas. Basicamente, não somos nada além de perturbações
num oceano que é estimulado pela energia e guiado por forças que compõem as regras do universo.
