De onde vem nossa massa?

Em nosso cotidiano, nós relacionamos erroneamente o conceito de massa com a palavra “peso”. Quando alguém te pergunta “Quanto você pesa?”, essa pessoa está na verdade perguntando o valor de sua massa (medida em quilogramas). É claro que a linguagem falada não precisa ser corrigida, basta que saibamos a diferença. Em Física, o peso é a força (medida em Newtons) que uma massa sente quando na presença de um campo gravitacional.

Quanto à definição Física de massa podemos avaliar de diferentes perspectivas.

Porém antes mesmo de responder a pergunta do título, precisamos definir o conceito de massa. Massa, na verdade, é um conceito primordial de nosso universo que pode parecer simples, mas tais conceitos são, em muitos casos, os mais complexos de definir.

Nos dicionários, a palavra massa é definida como a quantidade de matéria de um corpo. E essa é uma conclusão razoavelmente intuitiva que a maioria das pessoas chega quando toma um tempo para pensar nesse conceito. Entretanto, essa definição é bastante vaga quando refletimos mais sobre ela.

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Se a massa é uma medida da quantidade de matéria, então um corpo possui massa pelo fato de possuir matéria, certo? Por matéria, podemos pensar nos átomos que constituem as coisas ao nosso redor e a nós mesmos.

Átomos são constituídos de partículas subatômicas como elétrons (que são partículas fundamentais do nosso universo) e partículas como os prótons e os nêutrons, que por sua vez são constituídos de partículas ainda menores como quarks e glúons, por exemplo.

Mas de onde vem a massa dessas partículas?

Os átomos que constituem tudo ao nosso redor e também a nós mesmos.Fonte:  Getty Images 

Quando estudamos o que ocorre com partículas subatômicas, estudamos os efeitos da Mecânica Quântica. Nessa área da Física, nossa vivência cotidiana de observações de fenômenos não pode nos ajudar, uma vez que o comportamento das partículas difere muito do que seria “esperado” em diversos aspectos. O que não quer dizer que não somos capazes de explicar e prever uma imensa gama de fenômenos utilizando esses conhecimentos.

As partículas que constituem o universo, de modo simplificado, podem ser divididas em 2 grupos: o grupo das partículas de matéria e o grupo das partículas de força.  Partículas de força (caso dos fótons, que são as partículas que formam a luz), por definição, não possuem massa e, por isso, podem viajar pelo universo na maior velocidade permitida no universo que é a velocidade da luz.

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Já as partículas relacionadas à matéria, “ganham” sua massa quando interagem com o chamado campo de Higgs. Podemos fazer uma analogia com nosso dinheiro. Para que o dinheiro tenha valor, ele precisa estar inserido em um sistema econômico que permeia nossa sociedade. Assim, as partículas de matéria (dinheiro) só possuem massa por interagirem com o campo de Higgs (sistema que permeia o universo). Como esse campo permeia o universo inteiro, todas as partículas materiais ganham sua massa da mesma forma.

Entretanto, se somarmos a massa dada pelo campo de Higgs à todas as partículas que compõem um ser humano, veríamos que chegaríamos a apenas 1% do valor da massa total medida nas balanças!!! Isso porque a maior parte da nossa massa está armazenada na forma de energia. Para entender isso, temos que recorrer à equação mais famosa da história da Física, que já foi assunto de outro texto por aqui.

Ilustração de um próton formado por quarks e glúons. A maior parte de nossa massa encontra-se na forma de energia que mantém nossos átomos estáveis.Fonte:  GettyImages 

A equação de Einstein nos mostra que existe uma equivalência entre massa e energia. E, no caso da massa que as coisas em nosso universo possuem, quase todo o valor que medimos está armazenado na energia das ligações que formam o núcleo dos átomos. A consequência disso pode parecer bastante estranha, mas é extremamente curioso pensar que a maior parte de nossa massa não está na matéria que nos compõe, mas sim na energia armazenada no espaço vazio dentro dos átomos.