Onde está o ANTI UNIVERSO?
0Eu posso apostar que quando criança
você já brincou na frente do espelho e que nessa brincadeira você fazia de conta que
a sua imagem era a sua versão no mundo invertido. Mas o que você diria se eu te contasse
que talvez isso não era sua brincadeira? E se eu te mostrasse um universo invertido
em que existe um outro indivíduo igual a você e que só falta descobrir onde ele tá? Aliás, eu não sei se você sabe,
mas você não parte do universo Qual foi a última vez que você lembrou
que ao redor do seu corpo existe uma atmosfera? E que essa atmosfera está
presa pela gravidade de um planeta? E que esse planeta orbita uma entre
bilhões de estrelas só na Via Láctea? E que a Via Láctea é apenas uma
dentre trilhões de galáxias? Tudo isso que eu acabei de citar existe ao mesmo tempo que você e no mesmo universo
que você. Mas eu sinto te informar, tudo que a gente já conhece é quase nada em
relação ao que a gente ainda não conhece. Planetas, estrelas e todas as poucas
coisas que avistamos no universo são formadas por matéria
convencional, ou matéria bariônica. Acontece que a maior parte do universo.
E ela ainda é um grande mistério. Nós nem temos certeza se ela existe de fato ou é uma ilusão de um universo mais
complicado do que nós imaginamos. Agora, o que já conhecemos são os efeitos dela. É por causa daria escura. A humanidade nunca detectou diretamente esse
tipo de substância, mas sabemos que ela compõe a maior parte da matéria nas
galáxias do nosso universo. E a razão pela qual ela é escura é que ela
não interage com a luz, então não temos nenhum sinal direto da sua existência. Calculando
aqui, dá pra dizer que até mesmo os cientistas mais importantes do planeta são completos
ignorantes sobre a verdadeira natureza de no mínimo 95% do universo. Só que dentro desse
nosso mar de ignorância, existe um mistério que talvez seja ainda maior do que a energia escura. Um mistério literalmente
do tamanho de um universo. Talvez exista um anti-universo. Um universo
formado quase que exclusivamente de antimatéria? Um universo formado pela matéria
oposta à matéria que forma o seu corpo E não, isso não é ficção científica. Onde está o anti-universo é
uma pergunta bem concreta. Inclusive, se você gosta dessas
camisetas que eu uso nos vídeos As pistas de um possível anti-universo
surgiram a partir do nosso próprio universo. Até onde entendemos, todos os tipos de
partículas da natureza existem em pares, as partículas e as antipartículas. Uma antipartícula tem massa idêntica da partícula,
com as outras propriedades físicas opostas. O elétron, de carga negativa, tem como
antipartícula o pósitron, que tem carga positiva. E o próton, positivo, tem como contraparte o antipróton, que é negativo. Se matéria
e antimatéria são basicamente idênticas, o nosso universo não deveria ser
metade matéria e metade antimatéria? Sim! Mas se esse fosse o caso, nada
existiria. E nada existiria porque, quando uma partícula e uma
antipartícula se encontram, as duas automaticamente aniquilam
uma outra e liberam energia. Em 2011, o laboratório CERN, o maior do mundo
quando o assunto é física de partículas, conseguiu armazenar o anti-hidrogênio por
inacreditáveis 16 minutos e 40 segundos. Mas isso só foi possível em condições
artificiais muito difíceis de serem geradas. Na primeira vez que os cientistas do CERN
conseguiram produzir o anti-hidrogênio, em 1995, ele só durou 40 bilionésimos
de segundo. E isso mostra que se o universo realmente fosse metade
matéria e metade antimatéria, as duas partes já teriam se
destruído há muito tempo. Mas se eu estou aqui e você está aí, a
gente pode presumir que isso não aconteceu. E se o universo ainda não consumiu a si próprio,
nós podemos inferir que ele é feito de matéria e também que a antimatéria intriga tantos cientistas que até
ganhou o nome assimetria bariônica Ele foi batizado assim graças à
constatação de que o universo tem barions As partículas que formam os núcleos dos átomos E que por outro lado, não tem os antibarions
que formariam o núcleo dos antiátomos E se falta antimatéria, é possível levantar
uma sugestão ousada. E se toda essa antimatéria que não está aqui está em um irmão gêmeo do
nosso universo? E se além do nosso universo existe um anti-universo cheio de antimatéria? Exagerado? Eu prefiro chamar de audacioso.
Pode até existir uma explicação mais simples, mas você tem de concordar comigo
que a hipótese do anti-universo ou do do que você imagina. Para entender
por que o anti-universo é uma teoria viável, nós precisamos entender um pouco mais
da relação entre matéria e antimatéria. A propriedade física que amarra
partículas e antipartículas em pares é a chamada simetria CPT. E cada letra dessa sigla se refere
a uma possível transformação pelo qual um cenário físico pode passar. Uma transformação C, de carga, inverte as
cargas envolvidas em um problema físico. Vamos imaginar que você está estudando
uma pequena carga elétrica negativa se movendo para a direita. Agora imagine também que existe uma
versão análoga desse mesmo problema, que é estudar uma pequena carga elétrica positiva se movendo para o mesmo lado direito. Ignorando as cargas opostas, os dois problemas são exatamente o mesmo problema. Ou seja, esses dois cenários
são exatamente o mesmo, salvo por uma inversão de carga,
ou no caso, uma transformação C. E todos os problemas da física têm uma
versão transformada possível de se estudar. Por exemplo, na nossa realidade, um
elétron tem carga elétrica negativa. Se esse elétron passa por uma transformação
C, o resultado é a antipartícula do elétron, nesse caso, o pósitron, de carga positiva. Então transformações C são
responsáveis por gerar antipartículas. Já a transformação P é ainda mais simples. O P quer dizer paridade e se refere
à direção geral do movimento. Por isso, quando nós temos uma transformação P, o que ela faz é espelhar
todos os tipos de movimento. A grosso modo, a transformação P de
chutar uma bola com a perna direita é chutar uma bola com a perna
esquerda. Se tomarmos por base o cenário que eu citei antes, de
uma partícula com carga negativa se movendo para a direita, a transformação
P gera a mesma partícula de carga negativa, só que agora se movendo para a esquerda. Depois que entendemos o que são essas duas
primeiras transformações, a gente descobre que é possível, inclusive, fazer a
transformação CP, que inverte carga e paridade. E aplicando o que a gente aprendeu até aqui, nós sabemos que a transformação CP de uma
partícula negativa indo para a direita é uma partícula positiva indo para a esquerda. E já já eu vou explicar o
que é o T da simetria CPT. Mas antes precisamos falar da importância
histórica da transformação CP. Nos anos 50, uma pergunta que desafiava
os físicos da época era o que aconteceria com o universo como um todo se ele
passasse por uma transformação CP? Isso é, se o movimento do universo fosse espelhado
e invertidas as cargas de todas as partículas, como seria esse universo espelhado? Em um primeiro momento,
pareceria idêntico ao nosso. Os elétrons virariam pósitrons
com cargas positivas e os prótons dos núcleos atômicos virariam
antiprótons com cargas negativas. Mas a química gerada por esses átomos
seria idêntica à química do nosso universo. Provavelmente seria impossível, na prática,
diferenciar o nosso universo desse universo espelhado, já que as leis
da física seriam idênticas. E essa era justamente a ideia extraída
da simetria CP. As leis da física em um universo com movimento espelhado
e cargas inversas seriam idênticas às leis do nosso universo. Se a simetria CP realmente fosse viável,
seria um indicativo de que havia algo profundo por trás dessa ideia. Porque simetrias são extremamente
importantes na física. Só o fato de se encontrar uma simetria já é
muito relevante, porque isso pode significar a descoberta de uma nova lei fundamental da
natureza. Mas infelizmente, não foi esse o caso. Em 1957, foi descoberto que existiam, sim, fenômenos da natureza que
violavam a suposta simetria CP. A explicação é extremamente complicada,
mas a ideia geral é a seguinte. Em certos decaimentos radioativos
magnético fundamental do cobalto 60. Só que a direção dessa radiação emitida
não pode ser refletida por espelhos. Então, se o movimento do universo foi espelhado, esse fenômeno que eu acabei de descrever
simplesmente ignora esse espelhamento. E isso acaba gerando um problema,
porque meio que sem querer quebra as leis da física. E se as leis
da física não continuam as mesmas depois de uma transformação de carga e
paridade aplicadas ao universo inteiro, é correto dizer que o universo
não possui simetria CP. Mas isso não quer dizer que o
experimento tenha sido feito em vão, porque foi graças a ele que nós descobrimos
como definir de forma fundamental o que é esquerda e o que é direita a partir
das propriedades básicas da natureza. Se o universo realmente tivesse uma
simetria CP, seria impossível diferenciar esquerda e direita nas menores escalas da natureza. O que faria dessas ideias
apenas uma abstração de seres humanos? E essa é uma ótima questão, inclusive. Mas os
detalhes são tão elaborados que eu vou precisar de mais um vídeo, vá em um espelho e fale Pedro
Loz três vezes enquanto segura uma caneca de café. Esse T da simetria CPT vem de tempo. E significa transformação de inversão temporal. Nesse caso, inversão temporal é, de forma muito
simplificada, rebobinar as equações da física. É fazer as coisas basicamente voltarem no tempo. Retomando o cenário hipotético
que eu citei lá atrás, com a partícula negativa
se movendo para a direita, como se daria a transformação T? Se a sua aposta é que ela
faria a partícula começar o movimento pelo fim e terminar pelo início, você está completamente errado. Na verdade,
a partícula começaria o movimento do mesmo lugar que a partícula inicial, só que ao invés de
andar para frente, ela andaria para trás no tempo. Ela iria do momento zero para 10 ou 20
segundos antes do começo desse cenário. Só que a expressão física dessa inversão temporal faria com que a partícula
se movesse para a esquerda, ao contrário da partícula original, que
ia para a direita. Isso quer dizer que, em relação ao movimento, a transformação T
se parece exatamente com uma transformação P. E, curiosamente, a transformação T também
parece inverter a carga elétrica da partícula, porque estamos vendo uma carga
negativa atuando ao contrário. Só que uma carga negativa ao
contrário é uma carga positiva. No fim das contas, uma transformação T
parece idêntica a uma transformação CP. Então, se uma transformação T equivale a uma transformação CP, o que acontece se a
gente realizar uma transformação CPT completa? Uma transformação CPT é a mesma
coisa que uma transformação CP mais outra transformação CP. Ou seja, uma
transformação CP, só que duas vezes. Mas como isso funcionaria na prática?
Vamos mudar a carga negativa para positiva, e daí para positiva de novo. E também vamos espelhar tudo duas vezes, que é tipo não espelhar nada. Então, a gente pode concluir que
realizar uma transformação CPT não faz absolutamente nada. Mas é importante ressaltar que a transformação CPT não muda nada somente no âmbito da física, porque tanto a partícula resultante quanto a
partícula original podem ter configurações, movimentos e tempos opostos, mas as
duas são regidas pelas mesmas leis da física. E essa é a definição de uma simetria CPT,
uma partícula igual à sua antipartícula espelhada se movendo para o passado. E, diferente da simetria CP, nós
nunca observamos nenhuma violação da simetria CPT. E é a partir dessa ideia
completamente maluca, mas perfeita, que se propõe a existência do anti-universo. Tudo isso porque a física que
a gente conhece já é capaz de descrever ao mesmo tempo o
universo e o anti-universo. Você deve estar imaginando o anti-universo
como um lugar em que os relógios andam pra trás e as pessoas já nascem velhas como Benjamin
Button. Mas provavelmente não funcionaria assim. As equações básicas da física não fazem
diferença entre andar pra frente ou pra trás no tempo. Do ponto de vista da física fundamental,
ir pro futuro ou pro passado não é muito diferente de andar pra esquerda ou pra direita.
A seta do tempo, que vai do passado pro futuro, é uma consequência do alto nível das leis da física são as mesmas no
universo e no anti-universo, essa seta do tempo que existe aqui também
existiria lá e vice-versa. É preciso entender que os habitantes desse anti-universo experimentariam o passado e
futuro da mesma forma que nós, sem tirar nem pôr. E na visão deles, inclusive,
somos nós os que estamos no anti-universo e com o tempo invertido. Tudo nessa história seria
apenas questão de referência. Explicando de um jeito mais grosseiro, a diferença é que os nossos
relógios contariam o tempo com números positivos e o deles com números negativos. Na nossa perspectiva, os habitantes do
anti-universo seriam como Benjamin Button. Só que ao contrário. Numa realidade em que as crianças
nascem novas e morrem velhas. Realmente, um absurdo. E sim, eu fiz esse vídeo
só pra poder contar essa piada. Você lembra do começo do vídeo, quando citou as várias
coisas que nós não entendemos do universo, como energia escura, matéria
escura e assimetria bariônica? Pois então, o anti-universo
resolve todas essas questões. Primeiro, a assimetria bariônica. Onde está a antimatéria? Ué, no anti-universo surgiram, a metade cujo
tempo andou para frente ficou com a matéria. E, por consequência, a metade que andou
para trás no tempo ficou com a antimatéria. E ainda bem, porque se matéria e antimatéria
se encontrassem no mesmo universo, não sobraria nada para contar a história. Lembra também daquela energia escura e misteriosa
que forma 70% do universo e faz ele se expandir de forma acelerada? Pois é! A existência de
um anti-universo resolve isso também. Se você levar em conta o anti-universo e o universo
ao mesmo tempo, essa expansão acelerada surge naturalmente da geometria desses dois universos.
E nesse cenário, a energia escura seria apenas uma ilusão causada por uma perspectiva
limitada. Além da energia, a matéria escura também ganha com a explicação. O universo
tem um tipo de partícula muito leve chamada neutrino. Só que o mesmo universo não tem todos
os tipos possíveis de neutrinos, só os canhotos. É como se a metade de neutrinos
destros estivesse faltando. Mas isso não faz sentido. Os neutrinos
destros, aliás, são praticamente impossíveis de se detectar no universo de
volta. Só é possível interagir com eles por meio da gravidade. Da mesma
forma que acontece com a matéria escura. No fim das contas, não dá nem
pra ter certeza de que eles existem. Mas se assumirmos que um anti-universo existe, a simetria CPT nos leva a crer que os neutrinos
destros existem no universo e no anti-universo. A diferença é que no universo, os neutrinos
destros se comport aparece como matéria escura são os neutrinos canhotos. Com o anti-universo dá pra
explicar três dos maiores mistérios da cosmologia. Mas por que não podemos cravar que ele existe? O grande problema do anti-universo é que… Eu não sei falar isso sem
causar estranheza, mas… Ele fica do outro lado do tempo. Entre nós e ele existe todo
o passado do nosso universo, com 13 bilhões e 800 milhões de anos. E depois disso ainda tem o Big Bang, que nós mal conseguimos estudar
direito com a nossa física moderna. Mesmo com o pouco que nós sabemos
sobre a origem do universo, parece impossível que qualquer
sinal do anti-universo tenha atravessado para o nosso lado do tempo. Quer dizer então que o anti-universo é uma
causa perdida? Talvez não. Pode ser que a teoria do anti-universo até mesmo ganhe força por
causa das brechas e das falhas de outras teorias. Agora há pouco eu falei que
o anti-universo oferece uma explicação geométrica natural
para a expansão do universo. A outra teoria que tenta explicar esse
fenômeno é a chamada inflação cósmica. Ela prevê que o início da expansão do universo teria gerado ondas nenhum sinal delas. E
isso favorece a teoria do anti-universo, até mesmo porque ela mesma já considera que
essas ondas gravitacionais de fato não existiram. Talvez o anti-universo nunca se apresente
diretamente pra nós. Talvez ele só se expresse por meio do que estranhamente falta
no nosso universo. E talvez, por trás de todo esse vazio, secretamente exista um universo
inteiro. Muito obrigado e até a próxima!
