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Einstein.O fisico alemao Albert Einstein nao acreditava no carater probabilistico do universo. Em sua celebre frase:"Deus nao joga dados".Einstein nao acreditava nessa ideia, segundo ele tudo era um problema de condicao inicial. Podemos prever como o sistema ira se comportar com o passar do tempo, desde que saibamos as condicoes iniciais. Podemos tambem saber sempre as condicoes iniciais, devido ao fato que a medida da posicao e do momento pode ser obtida, simultaneamente, com tanta precisao quanto se queira. Isso vai totalmente contra o principio da incerteza de Heisenberg. Dirac foi quem demonstrou e formalizou o principio da incerteza a partir dos postulados da Mecanica QuanticaDevido essa divergencia iniciou uma ardua discussao entre Einstein e Bohr. O primeiro defendia que o principio da incerteza estava errado e que o universo nao e probabilistico e que esse principio indicava que a teoria quantica era incompleta e por isso nao nos permitia dizer o momento e a posicao de uma particula, ao mesmo tempo. Bohr achava que O Principio da Incerteza, era um fato da natureza, a natureza se comporta dessa forma, isso nao e um defeito da teoria quantica. Bohr, um dos pais da Mecanica Quantica, acreditava que o universo era realmente probabilistico.Para ajudar a visualizar O Principio da Incerteza temos a seguinte situacao:"Eu sou um pequeno aventureiro, tenho um tamanho tao pequeno que consigo ver um eletron, mas ele esta se movendo muito rapidamente, entao eu peco para que ele se mova mais devagar para que eu possa ve-lo melhor, mas eu me surpreendo ao perceber que a medida que ele vai parando vai se transformando em uma nuvem cada vez mais dispersa. quando ele esta quase parado, tudo que eu vejo e uma nuvem dispersa, eu nao tenho a menor ideia de onde ele esteja."Se o eletron parasse veriamos apenas uma nuvem totalmente dispersa, nao conseguiriamos localiza-lo.Essa historieta ilustra a perspectiva de Bohr sobre O Principio da Incerteza, indica que esse principio nada mais e que um fato na natureza. Einstein tentou, de todas as formas, mostrar que essa ideia estava errada. Todas as ideias foram frustradas por Bohr, que sempre conseguia resolver o problema e mostrar que o principio da incerteza era valido. Porem houve uma ocasiao em que Bohr nao obteve resposta. Tal ideia ficou conhecida como o paradoxo EPR e sua falha experimental deu origem ao que chamamos hoje de emaranhamento quantico.Para ilustrar o paradoxo imagine a seguinte situacao: um eletron e um positron de movem na mesma direcao, mas em sentidos opostos, vamos analisar esse fenomeno do centro de massa. Em certo instante de tempo, quando eles estiverem bem distantes um do outro de modo que nao haja mais interacao entre os mesmos, vamos medir a posicao do positron sem se preocupar com o seu momento. Nesse mesmo instante de tempo medimos o momento do eletron sem se preocupar com a sua posicao. Mas, se olharmos para esse fenomeno do referencial do centro de massa, o momento linear de uma particula e menos o momento da outra. Entao saberemos com 100% de certeza o momento e a
posicao do positron, ja que medimos com toda certeza sua posicao e medimos com toda precisao o momento do eletron. Mas, como o momento de positron e o menos o momento do eletron, temos o momento e a posicao do positron ao mesmo tempo!Como dito antes, Bohr nao obteve resposta para tal situacao fisica possivel e Einstein morreu achando que tinha, finalmente, quebrado O Principio da Incerteza de Heisenberg que por sua vez era um pilar de extrema importancia da fisica quantica. Recentemente, a evolucao da tecnologia nos possibilitou testar essa ideia no laboratorio. O resultado foi extremamente surpreendente! Quando reproduzida a experiencia, que ate entao era apenas uma experiencia mental, foi notado que o produto dos erros do momento e da posicao nao era zero (isso quer dizer que nao sabemos o momento e a posicao do positron com toda certeza), e mais surpreendente ainda: esse erro era da ordem de "a constante de Planck dividido por dois pi"! Previsto pelo Principio da Incerteza de Heisenberg.Qual a explicacao para esse fato surpreendente? Temos duas respostas: Ou isso nao passa de um erro experimental e o fato desse erro ser da ordem da constante de Planck dividido por dois pi e uma mera coincidencia, ou o universo realmente apresenta esse carater caotico. Acreditando na segunda opcao os fisicos deram uma explicacao para esse paradoxo. A ideia e a seguinte:Quando medimos a posicao do positron, instantaneamente, o eletron muda de posicao! Ou seja, o movimento de um depende do outro, quando medimos a posicao de um colocamos os dois no mesmo sistema quantico, portanto esses estao EMARANHADOS, a medida na posicao de um altera a posicao do outro, mesmo que eles estejam infinitamente distantes um do outro! Essa ideia e muito estranha pelo fato de mostrar uma situacao em que a informacao (medida da posicao do positron) e transmitida em uma velocidade infinita! Ou seja, se alguem acendesse uma luz na hora que medir a posicao do positron, o eletron mudaria sua posicao antes mesmo da luz acender! Isso quebra o principio da causalidade, e como se podassemos voltar ao passado e matar nossos avos. Como existiriamos? As explicacoes para o emaranhamento geram polemicas ate hoje. O emaranhamento existe? Se existe, pode ser generalizados para particulas macroscopicas?As perguntas ainda nao possuem uma resposta que tenha conquistado a maioria dos fisicos, mas evidencias experimentais indicam cada vez mais esse carater probabilistico e emaranhado do universo!Resumindo: Vivemos em um emaranhamento caotico.
alguns fisicos que acreditam na ideia de que o proprio colapso ja esta incluidona equacao de movimento de cada atomo. Sendo assim, ja estava destinado que euescrevesse esse post hoje. Nessecaso, novamente o caos passa a ser o excesso de possibilidades. Mesmo na Mecanica Quantica a figura do destinoaparece de forma consideravel. O caos e o livre arbitrio sao duas pontas de umaferradura. Muito separados por um ponto de vista e muito juntos de outro pontode vista. Com tudo isso: o que e o caos?EUNAO SEI.
a possibilidade que um buraco de minhocaconecte um universo paralelo a outro. Confesso que a ideia de universo paralelome e muito anti-intuitiva, mas a verdade e que a nossa intuicao ja nos traiumuitas vezes. A ideia de universos paralelos ja deixou de ser metafisica epassou a ser estudada em grandes centros de fisica no mundo todo. A teoria decordas que e o principal suporte da teoria de multiversos esta ficando cada vezmais movimentada na fisica atual. Talvez daqui a alguns anos estejamos aceitandoos multiversos como aceitamos o emaranhamento hoje. 4. R: A energia escura realmente existe?J: Bem, a quantidade de energia teorica e bemmenor do que as observadas, entao, se quiserem salvar nosso modelo devemossupor que exista um tipo de energia que nos, ainda, nao conseguimos detectar,mas que exista (teriamos outro problema, que seria explicar a origem dessaenergia, possuem varias teorias por ai sobre isso, mas nenhuma totalmentesatisfatoria) . Parece muito conveniente, nao? Existe a possibilidade do nossomodelo esta errado. Resumindo deve-se escolher uma das duas e tentar descrevero universo de forma que a observacao bata com a teoria. Como nao sou da areanunca refleti sobre o assunto, embora reconheca a grande importancia. As vezes,pergunto pra mim mesmo: Ja pensou se alguem consegue descrever o universocorreto com energia escura e sem energia escura? Ai seria bem claro que afisica nada mais e que um modelo. Eu acredito que isso seja capaz de acontecer.Acho que o ser humano esta muito longe de entender a fundo a natureza. Talvez anossa concepcao de verdade como algo unico possa esta errada, mas isso ja eum assunto filosofico demais para um simples fisico como eu. 5. R: Qual a conexao entre as forcasfundamentais da natureza?J: Temos aqui O Santo Graal da fisicacontemporanea. Varias pessoas ja tentaram unificar essas forcas e para isso,antes de tudo, teriamos que enxergar uma relacao entre elas. Entre a forcafraca e a forca forte ja se consegue mais ou menos enxergar essa relacao, masentre a gravidade e a eletromagnetica e algo incrivelmente misterioso e escuroas nossas mentes. Eu, por uma opiniao pessoal acredito que essa relacao e ogrande misterio da natureza. E o ponto de coletividade e unicidade da natureza,mas nao faco a minima ideia de que ponto seja esse. A elegancia de uma teoriado tudo seria algo incrivel e e o desejo da grande maioria dos fisicos, mastambem devemos nos preparar para a ideia de que essa teoria nao seja possivel.Talvez nao ocorra relacao entre todas as forcas fundamentais. Seria algo muitotriste e frio para nos fisicos, mas ainda assim, e uma possibilidade.
First, i want thank my friend Oliver Thewalt for write to my blog! The words below are his:I assume that there is no time as such. I assume that time is a result of both particle interaction and the MIN-MAX world correlation to put it short. Duration rather than a dimension of space time. GR states that time is to be set into relation to mass and gravity and the velocity of the inertial system, the reference frame. I assume that, what we measure if we measure 'time', is not really duration but rather cause and effect of particle interactions.That is why v MAX for a photon is C in space-time (no time paradox), this QED-medium has cause and effect by its very complex inner structure!For v > c in the QED medium, the Matter-Antimatter annihilation process would induce another kind of universe with different constants and a different 2nd law, a second law which is varying towards entropy and other factors.Furthermore the photon is interacting with space-time and there are interdependencies with it's medium (vacuum).The MIN-MAX world correlation can be observed at the event horizon of black holes and has, according to this assumption, caused Dark Matter. It is, according to me, a correlation beween particle physics (here: the axion or other exotic particles) and an n-dimensional effect (transition of dimensions, geometric effects in warped space-time, vacuum as meta generator of space-time with 'hidden rooms').Post by: Oliver Thewalt ; @Hixgrid Voce ja deve ter ouvido falar que nao podemos "colar" um eletron no outro. Certamente a explicacao que voce escutou para isso e: "quando aproximamos um eletron do outro a funcao de repulsao eletrostatica e muito grande e por isso nao podemos fazer isso.". Porem a resposta totalmente correta nao e bem essa. Afinal, tambem nao podemos colar um neutro no outro e esse tipo de particula nao possuem cargas, logo nao iram sofrer forca de repulsao eletrostatica. Alem do mais, se desconsiderarmos a carga do eletron tambem nao poderiamos fazer com que os dois ocupassem o mesmo estado.A resposta para esse questionamento esta na natureza de cada particula e nao na sua carga. Primeiro e importante saber que os eletrons sao identicos e indistinguiveis, nesse caso, nao podemos falar que conhecemos um eletron e outro eletron. Simplesmente nao podemos diferencia-los. Entre as particulas identicas e indistinguiveis existem duas outras classes: os bosons e os fermions. Os primeiros obedem a estatistica de Bose-Einstein e tem spin inteiro, as segundas a estatistica de Fermi-Dirac. Se desconsiderarmos os spins dos bosons e dos fermions podemos fazer a seguinte afirmacao:"Quanto maior o numero de Bosons encontrados em um certo estado, maior e a probabilidade de encontrarmos outros. Para os fermions, se encontrarmos uma particula em um determinado estado a probabilidade de encontrarmos outras particulas nesse mesmo estado e zero." Isso ocorre devido ao fato das funcoes de onda espacial (aquelas que dizem como o sistema deve se comportar com a evolucao do tempo) dos fermions serem anti-simetricas com relacao a troca de posicao e a dos bosons serem simetricas com relacao a troca de
posicao.Os eletrons sao fermions, sendo assim eles nao podem ocupar o mesmo estado quantico, ou seja, nao podemos aproximar um eletron do outro ate que eles ocupem a mesma posicao pois eles nao podem ocupar o mesmo estado quantico. O mesmo serve para neutrons (que tambem sao fermions). Esse principio e donominado de Principio da Exclusao de Pauli em homenagem ao fisico austriaco Linus Pauli. O Principio de Exclusao de Pauli esta em todo lugar. Basta nos peguntarmos: porque dos solidos nao colapsarem e virar liquidos? Porque quando jogamos algo na parede ele simplesmente nao a atravessa? A resposta para esses questionamentos esta no Principio de Exclusao de Pauli.O fato de nao conseguirmos "colar" um eletron no outro nos da a impressao que existe uma forca que nos impede de fazer isso, mas a verdade e que essa forca nao existe. nao no sentido que conhecemos. Essas forcas surgem apenas para impedir que dois fermions ocupem o mesmo estado quantico (isso se desconsiderarmos os spins) e sao chamadas de Forca de Troca.
Desde o seculo passado temos duas teorias muito bem sucedidas para descrever o funcionamento do universo: uma e a Mecanica Quantica que descreve muito bem os eventos que ocorrem a nivel microscopico e por isso tem o status de teoria mais bem sucedida da fisica moderna. A segunda, e a Relatividade Geral, tambem chamada de gravitacao, essa teoria descreve o funcionamento da gravidade como uma curvatura no espaco-tempo causado pela presenca das massas. Mas, o nosso universo vem nos mostrando evidencias que ao menos uma das duas esta, no minimo, incompleta. Entao facamos nossas apostas: "Strings or Loops?".Depois que a Mecanica Quantica foi amplamente aceita pela maioria dos fisicos do seculo passado, devido a sua grande precisao em previsoes para eventos que ate entao, nao tinham uma explicacao satisfatoria, isso e, uma explicacao que nao fosse contra os dados experimentais obtidos em laboratorio, surge uma tentativa desesperada de quantizar as forcas que conheciamos a respeito do universo. Eram elas: a forca forte, aquela que une os protons no interior do nucleo atomico, a forca fraca, que atua nos leptons e nos quarks, a forca eletromagnetica, que e responsavel pela uniao dos atomos e das moleculas ou de qualquer outro evento que envolva interacao de cargas eletricas. E existe a forca gravitacional, que e responsavel pela atracao entre os corpos massivos.Seguindo essa ideia de relacionar a Mecanica Quantica com as quatro forcas que conhecemos, batemos de frente com uma parede rigida e muito alta: conseguimos quantizar todas as forcas, menos, a forca gravitacional! Aquela que a principio devia ser a mais simples, ate hoje, nao apresenta, ainda, uma solucao satisfatoria. Os fisicos teoricos procuram solucoes desde as mais convencionais as mais revolucionarias para esse grande problema, um desafio que e considerado o Santo Graal da fisica. Uma vez questionando sobre a importancia perguntei a um professor: "Se alguem resolver esse problema, ganhara um Premio Nobel?" A resposta foi: "Isso esta muito acima de um Premio Nobel.".Resumindo em poucas palavras:Nao conseguimos relacionar a Gravitacao com a Mecanica Quantica.Para resolver esse problema temos hoje duas grandes escolas de pensamento: uma e a famosa Teoria de Cordas a outra e a Gravitacao Quantica de Loop. A primeira alega que o motivo do problema e que a equacao que os teoricos da teoria da Relatividade Geral usam para prever seus resultados sao equacoes nao lineares e por isso os termos que ligariam a Gravitacao com a Mecanica Quantica sao ocultados. A solucao, segundo esses pensadores e linearizar a equacao de Einstein e entao unir a Mecanica Quantica com a Gravidade. Essa teoria prever a existencia de cordas muito finas e a materia e a energia se manifestam de acordo com a frequencia e o tamanho da corda envolvida (e claro que nesse pequeno post nao poderei nem por alto falar sobre a Teoria de Cordas. Sendo essa apenas uma explicacao mais que superficial. O mesmo serve para a Teoria de Gravitacao Quantica de Loop). Como e de se esperar essa teoria esta de acordo com a Mecanica Quantica.A segunda escola de pensamento e a Teoria de Gravitacao
Quantica de Loop, segundo os fisicos defensores dessa teoria a geratriz do problema e que a Equacao de Schrodinger, equacao usada na Mecanica Quantica para se ter acesso a funcao de onda, que por sua vez, e a maxima informacao que se pode obter do sistema., e linear e por isso deve-se por um termo de segunda ordem, nao linear, para que a gravidade seja levada em conta na Mecanica Quantica e entao unir a Relatividade Geral com a Mecanica Quantica. Essa teoria prever um espaco-tempo discreto ou seja: o espaco e feito de pedacinhos e nao de uma malha continua!Como se pode ver: temos duas solucoes completamente opostas que convergem para um mesmo final! Nenhuma dessas duas teorias e una unanimidade, ambas apresentam pontos desejaveis e indesejaveis. O universo e totalmente linear como diz a Teoria de Cordas ou e totalmente nao linear como diz a Teoria de Gravitacao Quantica de Loop?Uma coisa e fato: Quem resolver sera algo comparado a Newton ou a Einstein. Entao, facam suas apostas?Strings or Loops?
Conforme prometido aqui esta as 3 questoes sobre as aulas das ultimas quintas feiras. Peco para que tentem fazer as questoes e comentem caso tenham alguma duvida. Responderei o mais rapido possivel.Nao responderei as perguntas nesse post. Caso alguem queira a resolucao mande um e-mail pedindo, mas peco que tentem bastante antes disso. A lista nao e dificil mas alguns itens exigem um pouco mais de raciocinio. Notacao: Sempre que me referir com letras negritas, quero dizer que isso sao vetores (Ex: A, seria o vetor A).1 - Imagine que um estudante, na parada do circular do via direta, marca, em certo instante de tempo, a velocidade Vci para o circular (leia Velocidade do circular na direcao de i chapeu). Nesse mesmo instante de tempo marca uma velocidade Vai (leia velocidade de Arthur na direcao de i chapeu) para o carro do professor Arthur Carrico. a) Identifique dois Referenciais e o Objeto em questao estudado?b) Qual a velocidade que um passageiro do circular marcaria para o carro do professor Arthur Carrico?Dica: Dado dois referenciais S e S', de modo que: v seja a velocidade de um objeto "o" com relacao ao referencial S e v' e a velocidade do objeto "o" com relacao ao referencial S', entao:v'=v-V ; onde V e a velocidade do referencial S' com relacao ao referencial S.2 - Na Mecanica Classica o trabalho e definido como a integral de linha da forca em um caminho (o caminho da trajetoria do movimento). Quando temos uma forca constante a integral se transforma em um simples produto escalar entre os vetores F e r. Onde F e a forca, constante em toda trajetoria, e r e o vetor posicao do ponto final da trajetoria. Se F=(2i+4^j+5^k)N (entenda que o "chapeu" esta encima do j e do k, tambem), e o vetor posicao do ponto final da trajetoria e: r=(4i+8^j+1^k)m. a) Qual e o trabalho realizado pela forca F?b) Considere Agora que a forca F e a forca Peso (considere essa forca na direcao de ^k). Mostre que para qualquer vetor posicao que tenha a componente ^k como sendo a altura, mas nao necessariamente tem as outras componentes nulas, o trabalho da forca peso vale "mgh" , onde m e a massa do corpo estudado, g e a aceleracao gravitacional e h e a altura. c) Prove que para uma forca resultante constante em todo o caminho, o seu trabalho vale a variacao da energia cinetica do corpo no qual se realiza o trabalho. Esse teorema e conhecido como Teorema Trabalho-Energia. A partir desse teorema podemos dizer que o trabalho e energia?3) Na Teoria Eletromagnetica Classica, uma particula carregada (um eletron, por exemplo) ao entrar em um campo magnetico B com uma certa velocidade V, sofre acao de uma forca F chamada forca de Lorentz que desvia a trajetoria da particula carregada. Tal forca e calculada da seguinte maneira:F=q (V x B) ; onde q e a carga em questao.a) Sabendo que o campo magnetico vale: B=(2^k)T e a velocidade da particula carregada com carga de 1C vala: V=(320i)m/s , qual sera
a forca experimentada por essa particula?b) Suponha que o campo magnetico seja o mesmo da letra "a", mas, a velocidade da particula nao seja mais na direcao de i. Se teta for o angulo formado entre os vetores V e B, para qual valor de teta a forca sera maxima?c) Qual sua conclusao para o caso em que teta e igual a zero? Isso e: o campo magnetico e a velocidade da particula carregada sao dois vetores paralelos
sobre a razao de seu filho ser assim, se Elijah deveria tomar medicamentos Devido a esta dificuldade de comunicacao com Elijah, Archibald iniciou um projeto fotografico chamado "Echolilia". O projeto se transformou em um livro com 43 fotos no qual ele registra alguns dos rituais repetitivos de Eli, como o fotografo chama o filhoO nome do projeto vem da palavra ecolalia, o termo tecnico usado para indicar a repeticao de sons e frases muito comum entre criancas com autismo, incluindo criancas que podem falar e frequentam escolas regulares, como e o caso de Elijah"No comeco, Eli nao sabia exatamente do que se tratava", disse Archibald a BBC. "Mas, depois, se transformou no projeto de ambos. Foi como se finalmente tivessemos algo em comum, juntos. Meu papel como lider mudou. Me transformei em amigo e era isto o que ele precisava naquele momento" "As fotos feitas no comeco do projeto sao mais escuras que as ultimas. Demonstram a tensao que se vivia em casa. Na imagem em que aparece com o alicate de ponta na boca, por exemplo, se nota o nervosismo. (...) Neste momento eu sentia que qualquer coisa poderia acontecer", disse o fotografo "Nesta imagem, Elijah estava explorando o mundo como um bebe. Colocava objetos no rosto, na cabeca. Acredito que esta foto poderia ter sido feita com qualquer crianca, nao necessariamente um autista. (...) E a primeira pagina do livro porque mostra alguem que olha o mundo atraves de um filtro" As coisas mudaram radicalmente entre pai e filho. "O que aconteceu com Eli e eu e que logo conseguimos uma base, uma historia compartilhada. E como quando voce sofre um acidente de carro e so voce e seu amigo sobrevivem, e criado um vinculo, ocorre uma aproximacao. Aconteceu isto quando "Echolilia" nasceu e nao existia nenhuma ligacao entre nos", disse o fotografo As fotos foram feitas intencionalmente em lugares diferentes da casa do fotografo na California, Estados Unidos. "Quando o via fazendo algo que me chamava a atencao, pedia para ele repetir em uma hora e local especificos da casa, no qual a luz nos favoreceria" Archibald nunca seguiu o filho com a camera para capturar algo imprevisto. "As fotos foram feitas em instantes em que ambos estavamos sozinhos. (...) Buscavamos o momento quase sempre enquanto o irmao menor, Wilson (tres anos) dormia" "Agora Elijah tem 11 anos, esta bem, tem seus interesses pessoais. Estou contente em dizer que este projeto ja terminou. Meu interesse pela fotografia provocou o nascimento do projeto, mas agora preciso que ele tenha seus proprios interesses. Ele e atraido por beisebol, videogames, como qualquer menino. Cada vez que ele assina um exemplar do livro (todos os livros sao autografados por pai e filho), Eli recebe um dolar de recompensa. Por isso, continua fazendo", disse Archibald. Mais detalhes no site www.timothyarchibald.com/blog