Desvendando o mistério do 137: por que esse número é tão importante

por Lucas
0 comentário 63 visualizações

O conceito do “número mágico” em física varia dependendo da perspectiva e do contexto. De La Soul, um matemático, notavelmente se referiu a três como o número mágico. No entanto, o físico Richard Feynman ofereceu um ponto de vista diferente, focando em um número muito menor, aproximadamente 1/137, ou mais precisamente, 1/137.03599913.

Esse número é reconhecido na física como α, ou a constante de estrutura fina. Sua descoberta e implicações há muito intrigam e confundem os físicos. Richard Feynman, em seu livro de 1985 “QED: The Strange Theory of Light and Matter”, destacou a natureza enigmática da constante, observando que ela é um ponto comum de fascínio e preocupação entre os físicos teóricos. A constante de estrutura fina representa um número adimensional, aparentemente arbitrário, mas crucial, desempenhando um papel fundamental no funcionamento do universo.

A razão da vida

A constante de estrutura fina é uma medida da força da interação entre partículas carregadas e a força eletromagnética. Como explicado por Paul M. Sutter, um professor de astrofísica na SUNY Stony Brook, seu valor preciso é crítico para a vida como a conhecemos. Uma variação neste valor tornaria a vida impossível, mas a origem ou razão por trás de seu valor específico permanece desconhecida.

A constante tem uma história que remonta à sua primeira descoberta em 1916 pelo físico Arnold Sommerfeld. No entanto, sua presença já era notada em equações muito antes desse reconhecimento formal. É um elemento pervasivo em fórmulas relacionadas à luz e à matéria, influenciando fenômenos que vão desde o comportamento do menor átomo de hidrogênio até a formação de estrelas.

Holger Müller, um físico da Universidade da Califórnia, Berkeley, falou à Quanta Magazine sobre a importância da constante de estrutura fina. Em nosso mundo cotidiano, as interações físicas são predominantemente governadas pela gravidade ou pelo eletromagnetismo, tornando α particularmente significativo.

A física está repleta de constantes, como c (a velocidade da luz), G (a constante gravitacional) e h e ħ (constantes de Planck na física quântica). Há também k, conhecida como a constante de Boltzmann. No entanto, a constante de estrutura fina difere destas em um aspecto crucial: é adimensional. Ao contrário de outras constantes, que dependem de unidades ou dimensões específicas para sua definição, α destaca-se por sua falta de dependência de qualquer sistema de unidades.

Compreensão universal

A velocidade da luz, por exemplo, pode ser expressa em várias unidades – metros por segundo, milhas por hora ou até furlongs por quinzena – o que ilustra como o valor de uma constante pode variar com base nas unidades usadas. A constante de estrutura fina, sendo adimensional, não compartilha dessa característica. Seu valor é absoluto, independente de qualquer sistema de medição específico.

Essa propriedade de α lhe confere uma qualidade universal. Como Sutter observou, comunicar o valor da velocidade da luz a uma civilização alienígena exigiria estabelecer um entendimento comum de unidades como metros e segundos. Em contraste, a constante de estrutura fina, devido à sua natureza adimensional, poderia ser comunicada diretamente e universalmente compreendida.

Um aspecto intrigante da constante de estrutura fina é a possibilidade de que ela possa não ser tão constante quanto se pensava anteriormente. Alguns físicos propuseram que o valor de α tenha sofrido pequenas mudanças ao longo de bilhões de anos – uma alteração de cerca de uma parte em 100.000 ao longo de seis bilhões de anos. Embora aparentemente minúscula, tal mudança poderia ter implicações significativas. Por exemplo, alterar o valor de 137 para 138 (uma diminuição no valor de α em 0,00005) poderia impactar a formação de estrelas e a criação de carbono, essencial para a vida.

Richard Feynman encapsulou a essência misteriosa da constante de estrutura fina, referindo-se a ela como um dos maiores mistérios da física. Seu valor preciso, aparentemente arbitrário, mas fundamental para o funcionamento do universo, apresenta um enigma. Feynman sugeriu que parece como se esse número fosse determinado por uma força insondável, um sentimento que reflete o papel enigmático e central da constante em nosso entendimento do mundo físico.

Deixar comentário

* Ao utilizar este formulário você concorda com o armazenamento e tratamento de seus dados por este site.