Uma breve história do tempo de Stephen Hawking

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Do Big Bang aos buracos negros

Uma breve história do tempo de Stephen Hawking

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Qual é o assunto do livro uma breve história do tempo?

Dando uma olhada na história da teoria científica e nos conceitos que moldam nosso conhecimento atual do mundo, uma breve história do tempo (1988) é uma vez que qualquer pessoa interessada na história da ciência. Neste livro, Hawking fornece um resumo conciso da história do universo e da física complicada que o sustenta, todos apresentados de uma maneira que até os leitores que estão sendo expostos a esses conceitos pela primeira vez podem compreender.

Quem é que lê o livro uma breve história do tempo?

  • Qualquer pessoa que esteja curiosa nas origens do cosmos, qualquer pessoa que esteja curiosa sobre o que é a física quântica e qualquer pessoa interessada em como os buracos negros funcionam

Qual é o fundo de Stephen Hawking?

PhD em física e cosmologia teórica, Stephen Hawking (1942-2018) foi um físico teórico, cosmologista e autor que é mais conhecido por seu trabalho sobre a radiação e os teoremas de Penrose-Hawking. Entre 1979 e 2009, Hawking realizou o professor de matemática Lucasian na Universidade de Cambridge, onde também recebeu a Medalha Presidencial da Liberdade. Ele também era membro honorário da Royal Society of Arts e membro ao longo da vida da Pontific Academy of Sciences.

O que exatamente está nele para mim? Descubra os mistérios do universo.

Ver o céu cheio de estrelas à noite é uma das vistas mais visualmente impressionantes e instigantes do planeta. Há algo sobre o brilho do universo que nos implora para levar um momento e considerar alguns dos mistérios mais profundos do universo. Uma breve história do tempo contribuirá para a iluminação desses mistérios, revelando os princípios que governam o cosmos. Como está escrito em termos compreensíveis, ajudará mesmo aqueles que não são cientificamente inclinados a entender por que o cosmos existe, como surgiu e como será o futuro. Você também aprenderá sobre fenômenos estranhos como buracos negros, que são um tipo de vácuo que atrai tudo (ou quase tudo) em relação a eles. Ainda mais importante, você aprenderá os mistérios do próprio tempo, já que essas notas oferecem as respostas a perguntas como "Com que rapidez o tempo passa?" bem como "Como sabemos que está avançando?"

Com certeza, você nunca olhará para o céu noturno da mesma maneira depois de ouvir essas peças de literatura.

O desenvolvimento de teorias com base no que você viu no passado pode ajudá -lo a prever o futuro.

A probabilidade é que você tenha ouvido falar da teoria da gravidade ou da teoria da relatividade. Mas você já levou um momento para considerar o que realmente queremos dizer quando falamos sobre idéias e conceitos? Simplificando, uma teoria é um modelo que explica corretamente enormes grupos de dados no sentido mais fundamental. Scientific observations, such as those made in experiments, are collected and analyzed by scientists, who then utilize the information to create hypotheses for how and why events occur. Examples include the idea of gravity, which was established by Isaac Newton after studying a variety of events ranging from apples falling from trees to the movement of planets. A theory of gravity was developed using the evidence that was gathered by the researcher. Theories offer two significant advantages: First and foremost, they let scientists to make precise predictions about the course of events in the future.

Por exemplo, a teoria da gravidade de Newton permitiu que os cientistas antecipassem os movimentos futuros de objetos como planetas. Se você quiser saber, por exemplo, onde Marte estará em seis meses, você poderá usar a teoria da gravidade para prever o local com precisão de ponto. Segundo, as teorias são sempre desprovíveis, o que significa que elas podem ser revisadas se novas evidências forem descobertas que contradizem a teoria em questão. Por exemplo, as pessoas costumavam pensar que a Terra era o centro do universo e que tudo o mais circulava ao seu redor. Como resultado de sua descoberta de que as luas de Júpiter orbitavam o planeta, Galileu foi capaz de demonstrar que nem tudo realmente girava em torno da terra. Como resultado, não importa quão sólida seja uma teoria no momento de sua formulação, uma única observação futura pode sempre torná -la incorreta. Como resultado, as idéias nunca podem ser verdadeiras, e a ciência é um processo que está mudando continuamente.

Uma mudança na maneira como pensamos em como as coisas se movem nos anos 1600, graças a Isaac Newton.

Antes de Isaac Newton, acreditava -se que a condição natural de um objeto era de total quietude. Isso implica que, se não houvesse força externa agindo no item, ficaria totalmente imóvel. Newton, nos anos 1600, demonstrou conclusivamente que essa noção de longa data estava incorreta. Uma nova hipótese foi apresentada em seu lugar, segundo a qual tudo no cosmos, em vez de ser estático, estava sempre em movimento. Newton chegou a essa conclusão como resultado de sua descoberta de que os planetas e estrelas do cosmos estavam se movendo continuamente em seu relacionamento um com o outro. Os exemplos incluem o fato de que a Terra está continuamente girando em torno do sol e que todo o sistema solar está girando em torno da galáxia. Como resultado, nada é realmente imóvel. Newton criou três leis de movimento para explicar o movimento de todas as coisas do universo:

Todos os objetos continuarão viajando em um caminho reto se não forem acionados por outra força, de acordo com a primeira das leis do movimento de Newton. Galileu foi demonstrado em um experimento em que ele rolou bolas por uma colina para ilustrar seu ponto. Eles rolaram em um caminho reto, já que não havia outra força agindo sobre eles além da gravidade. Especificamente, a segunda lei de Newton diz que um objeto acelerará a uma taxa proporcional à força exercida nela. Considere o seguinte exemplo: Um veículo com um motor mais poderoso acelerará mais rapidamente do que um veículo com um motor menos poderoso. Esta regra também diz que quanto maior a massa de um corpo, menos efeito uma força tem em seu movimento e vice -versa. Um veículo maior levará mais tempo para acelerar do que um veículo mais leve se dois veículos tiverem o mesmo motor.

A gravidade é descrita pela terceira lei de Newton. Ele afirma que todos os corpos do universo são atraídos um pelo outro por uma força proporcional à massa dos objetos que estão sendo atraídos. Isso implica que, se você dobrar a massa de um item, a força que atua nela será duas vezes mais poderosa. Se você dobrar a massa de um item e triplicar a massa de outra, a força será seis vezes mais forte.

O fato de a velocidade da luz ser constante demonstra que nem sempre é possível medir a velocidade de algo em relação à velocidade de outra pessoa.

Depois de ver como a teoria de Newton acabou com o descanso absoluto e a substituiu pela noção de que o movimento de um objeto é relativo ao movimento de outra coisa, podemos ver como ele ainda está em uso hoje. No entanto, a teoria também indicou que a velocidade relativa de um item é importante. Considere o seguinte cenário: Você está sentado em um trem que está viajando a 160 quilômetros por hora e lendo um livro. Estou curioso para saber a rapidez com que você está viajando. De acordo com uma testemunha que está assistindo o trem passar, você está viajando a 160 quilômetros por hora. No entanto, em relação ao livro que você está lendo agora, sua velocidade é de 0 milhas por hora. Como resultado, sua velocidade é medida em relação a outro item. No entanto, uma falha significativa na teoria de Newton foi descoberta: a velocidade da luz.

A velocidade da luz é constante, não relativa e não pode ser medida. Ele se move a uma velocidade constante de 186.000 milhas por segundo. O que quer que esteja se movendo a uma taxa mais rápida que a luz, a velocidade da luz permanecerá constante, independentemente. Por exemplo, se um trem que viajasse a 160 quilômetros por hora se aproximasse de um feixe de luz, a velocidade da luz seria de 186.000 milhas por segundo, de acordo com a fórmula. No entanto, mesmo que esse trem parasse completo em um sinal vermelho, o feixe de luz ainda estaria viajando a 186.000 milhas por segundo. Não faz diferença quem está olhando para a luz ou a rapidez com que eles estão se movendo; A velocidade da luz sempre permanecerá constante. A hipótese de Newton é prejudicada como resultado dessa descoberta. Quando algo se move, como a velocidade do objeto permanece constante independente do estado do observador? Felizmente, a solução foi encontrada no início do século XX, quando Albert Einstein propôs sua teoria geral da relatividade.

De acordo com a teoria da relatividade, o próprio tempo não é uma quantidade fixa.

O fato de a velocidade da luz permanecer constante foi um problema para a teoria de Newton, pois demonstrou que a velocidade não é necessariamente relativa. Como resultado, os cientistas precisam de um modelo atualizado que levou em consideração a velocidade da luz. A teoria da relatividade, criada por Albert Einstein, é um exemplo de tal teoria. De acordo com a teoria da relatividade, as regras da ciência se aplicam igualmente a todos os observadores que estão livres para se mover. Isso implica que, independentemente do ritmo de que alguém esteja viajando, sempre experimentará a mesma velocidade de luz. Embora isso pareça bastante simples à primeira vista, uma de suas proposições fundamentais é realmente extremamente difícil para muitas pessoas entenderem: a idéia de que o tempo é relativa é uma das mais difíceis de entender.

Devido ao fato de que a luz não varia em velocidade quando vista pelos observadores que viajam em várias velocidades, testemunhas que viajam em diferentes velocidades em relação uma à outra estimariam momentos diferentes para a mesma ocorrência. Considere o seguinte cenário: Um flash de luz é enviado para duas testemunhas, uma das quais está se movendo em direção à luz e a outra que está viajando a uma velocidade mais rápida na direção oposta da luz. Ambos os espectadores experimentariam a mesma velocidade da luz, apesar de estarem se movendo em velocidades muito diferentes e em direções opostas. Isso implicaria que ambos vejam o evento flash como se tivesse ocorrido em um momento diferente do outro, o que é incrível. Isso se deve ao fato de que o tempo é definido pela distância que algo foi dividido pela velocidade com que se moveu. Embora a velocidade da luz seja a mesma para ambos os espectadores, devido à diferença de distância, o tempo é relativo a cada observador neste caso.

Se ambas as testemunhas estivessem equipadas com relógios para registrar no momento em que o pulso da luz foi produzido, eles poderiam certificar dois horários distintos para a mesma ocorrência. Então, quem está correto? Em nenhuma das visões dos observadores; O tempo é relativo e exclusivo para cada uma de suas perspectivas!

Como é impossível obter medições precisas de partículas, os cientistas dependem de um conceito conhecido como estado quântico para fazer previsões.

Tudo no universo é composto de partículas como elétrons e fótons. Os cientistas procuram medi -los e analisar sua velocidade para entender mais sobre o cosmos e seus habitantes. Quando você tenta examinar as partículas, você verá que elas se comportam de maneira incomum. Curiosamente, quanto mais precisamente você tenta medir a localização de uma partícula, mais incerta sua velocidade se torna; Por outro lado, quanto mais precisamente você tenta medir sua velocidade, menos definida sua posição se torna. O princípio da incerteza é o nome dado a esse fenômeno, que foi originalmente identificado na década de 1920. Uma conseqüência do princípio da incerteza foi que os cientistas foram forçados a encontrar outros métodos de olhar para partículas, levando -os a começar a olhar para o estado quântico de uma partícula. O estado quântico de uma partícula é uma combinação de vários locais e velocidades potenciais de potenciais da partícula.

Como os cientistas não conseguem determinar a localização ou velocidade precisa de uma partícula, eles devem considerar os numerosos locais e velocidades possíveis que as partículas podem ocupar. Os pesquisadores monitoram todos os locais possíveis onde uma partícula pode estar e, em seguida, escolhem a mais provável entre eles à medida que a partícula viaja. Os cientistas tratam partículas como se fossem ondas para ajudá -las a determinar isso. Como uma partícula pode estar em uma infinidade de vários locais ao mesmo tempo, ela parece uma sequência de ondas contínuas e oscilantes em sua aparência. Considere a imagem de um pedaço de fio vibratório. Quando a corda vibra, ela é e mergulhará em uma variedade de picos e calhas. Uma partícula age de maneira semelhante, mas sua rota potencial é composta por uma sequência de ondas sobrepostas que todas ocorrem ao mesmo tempo.

Observar partículas dessa maneira ajuda os cientistas a determinar onde é mais provável que uma partícula seja encontrada. A maioria das prováveis ​​localizações de partículas são aquelas em que os arcos e picos nas inúmeras ondas coincidem entre si, enquanto os locais menos prováveis ​​de partículas são aqueles em que não. Isso é chamado de interferência e revela quais locais e velocidades são mais prováveis ​​para a onda de partículas seguir sua rota.

Gravidade é a conseqüência de grandes coisas dobrando o tecido do espaço-tempo para sua vontade.

Quando você olha ao seu redor, está vendo o mundo em três dimensões, o que significa que você pode caracterizar cada item por suas medidas de altura, largura e profundidade. O fato é que há uma quarta dimensão, embora uma que não possamos ver: tempo, que quando combinado com as outras três dimensões, forma um fenômeno conhecido como espaço-tempo. Os cientistas utilizam esse modelo de espaço de espaço trimestral para explicar os eventos que ocorrem em todo o cosmos. No contexto do tempo e do espaço, um evento é qualquer coisa que ocorra em um determinado momento. Como resultado, ao determinar a localização de um evento em conjunto com as coordenadas tridimensionais, os cientistas incluem uma quarta coordenada para representar o tempo da ocorrência. Para determinar a localização de um evento, os cientistas devem levar em consideração o tempo, uma vez que a teoria da relatividade diz que o tempo é relativo. Portanto, é um elemento essencial para definir a natureza de um incidente específico.

A combinação de espaço e tempo teve um efeito notável em nossa compreensão da gravidade, que evoluiu dramaticamente como resultado. Gravidade é a conseqüência de grandes objetos dobrando o continuum espaço-tempo, conforme descrito acima. Quando uma massa grande, como nosso sol, curvas, tem o efeito de alterar o espaço-tempo. Considere o seguinte cenário: considere o conceito de espaço-tempo como um cobertor que está espalhado e mantido no ar. Se você colocar um item no centro do cobertor, o cobertor se curvará e o objeto afundará um pouco no meio do cobertor. Esse é o efeito que as coisas enormes têm no tecido do espaço-tempo.

Outras coisas seguirão essas curvas no espaço-tempo à medida que passam pelo espaço. Isso se deve ao fato de que um item sempre escolhe o caminho mais curto entre dois locais, que é uma órbita circular em torno de um objeto maior no universo. Se você der outra olhada no cobertor, verá algo. Colocar um item grande como uma laranja no cobertor e depois tentar rolar um objeto menor passado, resultará no mármore após a depressão deixada para trás pela laranja. A gravidade opera da mesma maneira!

No caso de a morte de uma estrela com uma grande massa, a estrela cai em uma singularidade conhecida como buraco negro.

Para gerar calor e luz, as estrelas precisam de grandes quantidades de energia durante toda a vida. No entanto, essa energia não suporta indefinidamente; Por fim, ele se esgota, fazendo com que a estrela morra. O que acontece com uma estrela depois que ele morre é determinado pelo tamanho da estrela. Quando uma enorme estrela esgota suas reservas de energia, algo extraordinário ocorre: a formação de um buraco negro. Como o campo gravitacional da maioria das grandes estrelas é tão poderoso que um buraco negro pode se formar. É possível que a estrela utilize sua energia para se impedir de desmoronar, desde que ainda esteja vivo. Depois de ficar sem energia, a estrela não é mais capaz de desafiar a gravidade e seu corpo de desintegração acaba caindo em si mesmo. Tudo está sendo atraído para dentro para uma singularidade, que é um ponto esférico e infinitamente denso que não existe em nenhum outro lugar do universo. Essa singularidade é chamada de buraco negro.

O espaço-tempo fica torcido tão acentuadamente como resultado da gravidade de um buraco negro que até a luz é dobrada ao longo de seu caminho. Não apenas um buraco negro puxa tudo na sua vizinhança, mas também impede qualquer coisa que atravessa um certo limite ao seu redor de escapar novamente: esse ponto sem retorno é conhecido como o horizonte de evento, e nada, nem mesmo a luz, que viaja Mais rápido do que qualquer outra coisa no universo, pode escapar de volta sobre ele. O horizonte de eventos de um buraco negro é definido como o ponto além do qual nada pode escapar novamente. Isso coloca uma pergunta interessante: como um buraco negro absorve a luz e tudo o mais que atravessa o horizonte de eventos, como podemos dizer se eles estão realmente lá no universo? Os astrônomos buscam buracos negros, observando o impacto gravitacional que têm no cosmos, bem como nos raios X emitidos por sua interação com estrelas em órbitas.

Por exemplo, os astrônomos procuram estrelas circulando objetos escuros e enormes que podem ou não ser buracos negros para aprender mais sobre eles. Eles também estão à procura de raios-X e outras ondas que são frequentemente geradas pela matéria, à medida que são arrastadas e rasgadas por um buraco negro. Uma fonte ainda mais misteriosa de radiação de rádio e infravermelho foi descoberta no núcleo de nossa galáxia; Pensa -se que essa fonte seja um buraco negro supermassivo.

Os buracos negros produzem radiação, o que pode causar evaporar, resultando em sua morte.

A atração gravitacional de um buraco negro é tão poderosa que nem mesmo a luz pode escapar. É lógico que nada mais seria capaz de escapar também. Você estaria enganado, no entanto. De fato, os buracos negros devem emitir algo para evitar violar a segunda regra da termodinâmica. É afirmado na segunda regra universal da termodinâmica que entropia, ou a tendência para maior distúrbio, aumenta o tempo todo. E quando a entropia aumenta, a temperatura também deve aumentar. Uma boa ilustração disso é a maneira como um picador de bombeiros queima em brasa depois de ser colocado em um incêndio e emite radiação na forma de calor. De acordo com a segunda regra da termodinâmica, uma vez que os buracos negros absorvem a energia desordenada do cosmos, a entropia do buraco negro deve aumentar como resultado disso. E, como resultado do aumento da entropia, os buracos negros devem ser forçados a permitir que o calor escape.

Embora nada possa escapar do horizonte de eventos de um buraco negro, pares virtuais de partículas e antipartículas próximos ao horizonte do evento são capazes de fazê -lo porque a segunda lei da termodinâmica é conservada nas proximidades do horizonte de eventos. Partículas que não podem ser observadas, mas cujos impactos podem ser quantificados são chamados de partículas virtuais. Um dos membros do casal tem energia positiva, enquanto o outro possui energia negativamente carregada. Devido à força da atração gravitacional em um buraco negro, uma partícula negativa pode ser sugada para o buraco negro e, ao fazê -lo, fornecer ao seu parceiro de partícula energia suficiente para potencialmente escapar para o cosmos e ser liberado como calor. É possível que o buraco negro emite radiação dessa maneira, permitindo que ele obedeça à segunda lei da termodinâmica.

A quantidade de radiação positiva liberada é contrabalançada pela quantidade de radiação negativa puxada para o buraco negro pelo buraco negro. Esse influxo interno de partículas negativas tem o potencial de diminuir a massa do buraco negro até que evapora e morre. E, se a massa do buraco negro for reduzido a um valor suficientemente mínimo, provavelmente terá terminado em uma enorme explosão final equivalente a milhões de bombas H.

Apesar do fato de que não podemos ter certeza, há indicações significativas de que o tempo só continuará a marcar à frente.

Considere a possibilidade de o universo começar a diminuir e o tempo começou a fluir para trás. Como seria estar lá? Existe a possibilidade de que os relógios vão para trás e o caminho da história será revertido. No entanto, embora os cientistas não tenham descartado totalmente a possibilidade, três indicações significativas indicam que o tempo está avançando exclusivamente. A seta termodinâmica do tempo é a indicação inicial de que o tempo está passando de um ponto do passado para outro ponto no futuro. De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, a entropia - o distúrbio de um sistema fechado - tende a crescer à medida que o tempo avança em todos os sistemas fechados. Isso implica que a propensão do distúrbio a crescer pode ser usada para avaliar a passagem do tempo.

No caso de um copo que acidentalmente cai de uma mesa e quebra, a ordem foi interrompida e a entropia aumentou. Como um copo quebrado nunca se reunirá espontaneamente e melhorará sua ordem, podemos concluir que o tempo está apenas avançando. O copo quebrado e a seta termodinâmica de tempo são os dois elementos do segundo indicador do tempo avançado, que é controlado pela memória e representados pela seta psicológica do tempo também. Quando você deve se lembrar que o copo estava na mesa depois de quebrar, você não poderá "recordar" sua localização futura no chão enquanto ainda estava na mesa antes de ser quebrada. A terceira indicação, a flecha cosmológica do tempo, refere -se à expansão do cosmos, e corresponde à nossa experiência da flecha termodinâmica do tempo, bem como ao crescimento de nosso conhecimento. Isso se deve ao fato de que a entropia aumenta à medida que o cosmos se expande.

Depois de atingir um certo ponto no tempo, o caos no cosmos pode fazer com que o universo diminua, revertendo assim a direção do tempo na seta cósmica do tempo. No entanto, não estaríamos cientes disso, pois criaturas inteligentes só podem viver em um ambiente em que o caos está aumentando. A razão para isso é porque os humanos dependem do processo de entropia para converter nossos alimentos em forma utilizável de energia. Por esse motivo, continuaremos a perceber a flecha cósmica como avançando enquanto estivermos vivos.

Existem três forças básicas no cosmos, além da gravidade. São eles: atração, atração e atração.

Existem forças particulares operando no universo? A maioria das pessoas estará familiarizada apenas com uma dessas forças: a gravidade, que é a força que atrai as coisas uma para a outra e que é sentida da maneira que a gravidade da Terra nos puxa para sua superfície. A maioria das pessoas, por outro lado, não sabe que existem mais três forças que operam nas pequenas partículas. Quando um ímã se apega a uma geladeira ou quando você recarrega o telefone celular, você está experimentando força eletromagnética, que é a primeira dessas forças. Isso afeta todas as partículas carregadas, inclusive como elétrons e quarks, bem como em suas cargas elétricas.

Os ímãs têm pólos norte e sul que podem atrair ou repelir outros ímãs. Partículas carregadas positivamente atraem partículas negativas e afastam outras partículas positivas e vice -versa. A força eletromagnética é representada pelos pólos norte e sul de um ímã. Essa força é consideravelmente mais forte que a gravidade e tem uma influência muito maior no nível atômico do que a gravidade. Por exemplo, a força eletromagnética faz com que um elétron circule ao redor do núcleo de um átomo em um movimento circular. O segundo tipo de força nuclear é a fraca força nuclear, que opera em todas as partículas que compõem a matéria e é responsável pela produção de radioatividade. Essa força é chamada de "fraca" porque as partículas que transportam só podem exercer força a uma curta distância, ganhando o nome. Devido à crescente intensidade da força nuclear fraca em energia mais alta, ela acaba superando a da força eletromagnética.

É o terceiro tipo de força nuclear que mantém prótons e nêutrons unidos no núcleo de um átomo, bem como os quarks menores contidos em prótons e nêutrons juntos. A forte força nuclear, em contraste com a força eletromagnética e a força nuclear fraca, torna -se mais fraca à medida que a energia da partícula aumenta. Durante um período de energia muito alta, referida como grande energia de unificação, a força eletromagnética se torna mais forte e a força nuclear fraca se torna mais fraca, enquanto a forte força nuclear se torna mais fraca. Naquele momento, todas as três forças alcançam força igual e se fundem para formar várias facetas de uma única força: uma força que pode ter participado da formação do universo, de acordo com certas teorias.

Apesar do fato de os cientistas pensarem que o universo começou com o Big Bang, eles não estão claros das circunstâncias precisas de como isso ocorreu.

A grande maioria dos cientistas pensa que o tempo começou com o Big Bang - no instante em que o universo passou de um estado infinitamente denso para uma entidade em rápida expansão que ainda está se expandindo hoje ... embora uma variedade de hipóteses tenha sido sugerida para explicar como Uma expansão tão maciça do universo pode ter ocorrido, os cientistas ainda não têm certeza de como ocorreu o Big Bang. O modelo Hot Big Bang da origem do universo é a hipótese mais aceita da origem do universo. De acordo com essa hipótese, o cosmos começou com um tamanho de zero e estava sem fim e denso para começar. Durante o grande estrondo, ele se expandiu e, à medida que crescia, a temperatura do universo caiu quando o calor foi disperso pelo universo. A maioria dos componentes existentes no universo hoje foi formada nas primeiras horas da expansão cósmica.

Devido à gravidade, à medida que o universo continuou a se expandir, as áreas mais densas da matéria em expansão começaram a girar, resultando na formação de galáxias. Nuvens de gases de hidrogênio e hélio comprimidos dentro dessas galáxias recém -formadas, fazendo com que o universo se expanda. Seus átomos de conflito desencadearam eventos de fusão nuclear, o que resultou na formação de estrelas. Nos anos seguintes, à medida que essas estrelas pereceram e implodiram, eles desencadearam explosões estelares maciças que expulsavam ainda mais elementos ao cosmos. Como resultado, novas estrelas e planetas foram formados a partir das matérias -primas fornecidas pelo Big Bang. Apesar de esse ser o modelo amplamente reconhecido do Big Bang e o início dos tempos, não é o único.

O modelo inflacionário é outra opção a considerar. Propõe -se nesse cenário que a energia do Cosmos primitiva tenha sido tão tremendamente grande que os pontos fortes da forte força nuclear, a fraca força nuclear e a força eletromagnética eram todos iguais em intensidade. À medida que o cosmos crescia de tamanho, no entanto, as três forças começaram a variar significativamente em suas intensidades relativas. Uma tremenda quantidade de energia foi liberada como resultado da separação das forças. Um efeito anti-gravitacional teria resultado, forçando o cosmos a se expandir rapidamente e em um ritmo cada vez maior.

A relatividade geral e a física quântica não foram capazes de ser reconciliada pelos físicos.

O desenvolvimento de duas idéias principais resultou da busca dos cientistas para compreender e explicar melhor o cosmos. Um conceito fundamental na física é a relatividade geral, que se preocupa com um fenômeno muito grande no universo: gravidade. Um dos ramos mais fascinantes da ciência é a física quântica, que lida com algumas das pequenas coisas do universo conhecidas pelo homem: partículas subatômicas menores que os átomos. Embora ambas as teorias ofereçam informações valiosas, existem discrepâncias significativas entre o que é previsto pelas equações da física quântica e o que é previsto e visto pela relatividade geral, apesar do fato de que ambas as teorias estão corretas. Isso implica que, neste momento, não há como combiná -los em uma única teoria unificada abrangente de tudo.

Há um problema em combinar as duas teorias, pois muitas das equações usadas na física quântica resultam em valores infinitos aparentemente impossíveis, o que dificulta a combinação das duas teorias. Considere o fato de que as equações do espaço-tempo prevêem que a curva do espaço-tempo é interminável, o que demonstrou estar incorreto por observações. As tentativas estão sendo feitas pelos cientistas para adicionar outros infinitos à equação, a fim de cancelar esses infinitos. É lamentável que isso limite a precisão com que os cientistas podem prever o futuro. Segue -se como conseqüência que, em vez de utilizar equações de física quântica para prever ocorrências, é necessário incluir os próprios eventos e modificar as equações para fazê -las se encaixar! Em uma segunda questão relacionada, a teoria quântica propõe que todo o espaço vazio do cosmos é composto de pares virtuais de partículas e antipartículas, o que é inconsistente com a realidade.

A presença desses pares virtuais, por outro lado, cria problemas para a teoria geral da relatividade. Isso se deve ao fato de o cosmos ter uma quantidade ilimitada de espaço vazio e, portanto, a energia desses pares teria que ter uma quantidade infinita de energia. Isso é problemático, já que a famosa equação e mc2 de Einstein implica que a massa de um item é igual à sua energia, o que é uma suposição falsa. Como resultado, a energia ilimitada dessas partículas virtuais implicaria que elas também possuíam uma massa sem fim. Se houvesse massa ilimitada, todo o universo entraria em colapso sob a forte atração gravitacional do sol, resultando na formação de um único buraco negro.

Resumo no final

Muitas pessoas são desligadas pela física porque a vêem como um domínio inacessível de equações longas e idéias complicadas. Esta é a mensagem principal transmitida por estas notas: isso é verdade até um certo grau, mas não inteiramente. No entanto, a complexidade da física não deve impedir aqueles de nós que não são especialistas de entender como e por que o universo funciona. Muitas regras e regulamentos existem para nos ajudar em nossa busca para compreender os mistérios de nosso mundo e nosso lugar dentro dele. Regras e regras que são compreensíveis para a maioria de nós. E, uma vez que entendemos seu significado, podemos começar a ver o mundo de uma maneira diferente.

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Escrito por BrookPad Equipe com base em uma breve história de tempo de Stephen Hawking



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