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O que Hawking realmente quis dizer

Posted by admin

se você é um entusiasta da ciência, esta semana você provavelmente encontrou manchetes alegando que o físico Stephen Hawking acha que o bóson de Higgs causará o fim do universo.Esta é uma deturpação de cair o queixo da ciência. O universo é seguro e será por muito tempo—por trilhões de anos.Para entender como as palavras de Hawking foram distorcidas abominavelmente, primeiro precisamos entender sua afirmação. Para parafrasear um pouco, Hawking disse que em um mundo em que o bóson de Higgs e outra partícula fundamental—o quark superior—têm as massas que os cientistas mediram, o universo está em um estado metaestável.

basicamente, metaestável significa ” tipo de estável.”Então, o que isso significa? Vamos considerar um exemplo. Pegue uma sugestão de piscina e coloque-a na mesa de bilhar. A sugestão é estável; não vai a lugar nenhum. Pegue a mesma sugestão e equilibre-a em seu dedo. Isso é instável; em quase todas as circunstâncias, a sugestão cairá.

a analogia para um objeto metaestável é uma barra. Em quase todas as circunstâncias, o banquinho ficará lá por toda a eternidade. No entanto, se você bater o banquinho com força suficiente, ele cairá. Quando o banquinho cai, é mais estável do que era, assim como o taco da piscina deitado sobre a mesa.Agora precisamos trazer o universo e as leis que o governam. Aqui está um importante princípio orientador: o universo é preguiçoso—uma batata de sofá cósmica gigante. Se possível, o universo descobrirá uma maneira de se mover para o estado de energia mais baixo possível. Uma analogia simples é uma bola colocada ao lado de uma montanha. Ele rolará pela encosta da montanha e virá descansar no fundo do Vale. Esta bola estará então em uma configuração estável.O universo é da mesma maneira. Depois que o cosmos foi criado, os campos que compõem o universo deveriam ter se organizado no estado de energia mais baixo possível.

existe uma condição. É possível que haja pequenos “vales” na inclinação da energia. À medida que o universo esfriava, poderia ter sido capturado em um desses pequenos vales. Idealmente, o universo gostaria de cair no vale mais profundo abaixo, mas poderia estar preso.

este é um exemplo de um estado metaestável. Enquanto o pequeno vale for profundo o suficiente, é difícil sair. De fato, usando a física clássica, é impossível sair dela.No entanto, não vivemos em um mundo clássico. Em nosso universo, devemos levar em conta a natureza da mecânica quântica. Existem muitas maneiras de descrever o Reino quântico, mas uma das propriedades mais relevantes aqui é “coisas raras acontecem.”Em essência, se o universo estivesse preso em um pequeno vale de metastabilidade, ele poderia eventualmente sair do vale e cair no vale mais profundo abaixo.Então, quais são as consequências do universo escorregar de um vale para outro? Bem, as regras do universo são governadas pelo vale em que se encontra. No Vale metaestável que define nosso universo familiar, temos as regras da física e da química que permitem que a matéria se reúna em átomos e, eventualmente, em nós.Se o universo escorregasse para um vale diferente, as regras que governam a matéria e a energia seriam diferentes. Isso significa, entre outras coisas, que partículas como quarks e leptons podem ser impossíveis. As forças conhecidas que governam a interação dessas partículas podem não se aplicar. Em suma, não há razão para pensar que existiríamos.

teríamos algum aviso se essa transição ocorresse? Na verdade, não teríamos nenhum aviso. Se, em algum lugar do cosmos, o universo fizesse uma transição de um vale metaestável para um mais profundo, as leis da física mudariam e varreriam à velocidade da luz. À medida que a onda de choque passasse pelo sistema solar, simplesmente desapareceríamos à medida que as leis que governam o assunto que nos compõe deixassem de se aplicar. Um segundo nós estaríamos aqui; o próximo iríamos embora.

voltando à pergunta original, o que o bóson de Higgs nos diz sobre isso? Acontece que podemos usar o modelo padrão para nos dizer se estamos em um universo estável, instável ou metaestável.

sabemos que não vivemos em um instável, porque estamos aqui, mas as outras duas opções estão abertas. Então, qual é a resposta? Depende de dois parâmetros: a massa do quark superior e a massa do bóson de Higgs.Se seguirmos nossa compreensão do modelo padrão, combinado com nossas melhores medições, parece que vivemos em um universo metaestável que poderia um dia desaparecer sem aviso prévio. Você pode ser perdoado se tomar esse pronunciamento como uma razão para se entregar a algum tipo de tratamento raro esta noite.

mas antes de fazer alarde demais, tome cuidado com algumas palavras de cautela. Usando o mesmo modelo padrão que usamos para descobrir se o cosmos é metaestável, podemos prever quanto tempo é provável que a mecânica quântica deixe o universo escorregar do Vale metaestável para o estável: levará trilhões de anos.A humanidade só existe há cerca de 100.000 anos, e o sol crescerá para uma gigante vermelha e incinerará a terra em cerca de 5 bilhões de anos. Já que estamos falando sobre o universo existente como um estado metaestável por trilhões de anos, talvez exagerar esta noite possa ser uma má ideia.É importante notar que encontrar o bóson de Higgs não tem efeito sobre se o universo está em um estado metaestável. Se vivemos em um cosmos metaestável, tem sido assim desde que o universo foi criado. A descoberta do bóson de Higgs não tem efeito algum sobre se o universo está em um estado metaestável.

voltando às histórias de mídia originais e exageradas, você pode ver que havia um núcleo de verdade e um barril cheio de histeria. Não há perigo, e é completamente OK para retomar assistindo com grande interesse As notícias da descoberta e medição cuidadosa do bóson de Higgs. E, sim, você tem que ir trabalhar amanhã.

uma versão deste artigo foi publicada no Fermilab hoje.

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