A Teoria de Cordas é um dos empreendimentos mais ambiciosos da física moderna e é uma estrutura elegante e profunda do esforço humano de entender o Universo ao nosso redor. Nascida na década de 1960, inicialmente a Teoria das Cordas era uma tentativa de descrever as interações fortes entre partículas subatômicas, conhecidas como hádrons.
Contudo, logo se descobriu que as equações da teoria também descreviam um objeto com características muito semelhantes ao gráviton, a partícula hipotética que carrega a força gravitacional.
Isso gerou uma grande excitação na comunidade científica, pois sugeria que a Teoria de Cordas poderia ser a unificação da Mecânica Quântica (que governa o mundo das partículas subatômicas) com a Relatividade Geral (que descreve a gravidade e o comportamento do espaço-tempo em grande escala) em uma Teoria de Tudo.
Diferentemente das partículas pontuais descritas pela física quântica tradicional, a Teoria de Cordas propõe que as entidades fundamentais da natureza são cordas unidimensionais que vibram em diferentes padrões.
Essas diferentes vibrações correspondem às diferentes partículas que conhecemos, em estruturas que podem ser abertas ou fechadas e que desempenham diferentes papéis na composição de todas as coisas.
Na Teoria das Cordas, as partículas são produzidas por diferentes modos de vibração de cordas unidimensionais.Fonte: CERN
Para que essa teoria funcione matematicamente, o universo deve ter não apenas as três dimensões espaciais e uma temporal que experimentamos, mas pelo menos 10 ou até 26 dimensões, dependendo da versão da teoria. Essas dimensões extras estariam compactadas em escalas extremamente pequenas, imperceptíveis para nossos instrumentos atuais.
Representação das dimensões extras enroladas na Teoria das Cordas.Fonte: Research Gate
Contudo, a Teoria das Cordas enfrenta desafios formidáveis que questionam sua validade como uma descrição completa da realidade, o que ainda a mantém no status de uma intrigante e exótica proposta teórica, longe de ser a chave definitiva para o mistério do cosmos. Aqui estão 3 dos seus principais desafios.
Os grandes problemas da Teoria das Cordas
1 - Falsificabilidade e Evidências Experimentais
Um dos problemas mais discutidos da Teoria de Cordas é sua falta de previsões testáveis. Para uma teoria ser científica, segundo o critério de falsificabilidade de Karl Popper, ela deve fazer previsões que podem ser testadas e possivelmente refutadas por experimentos.
No entanto, a Teoria de Cordas, até o momento, não produziu previsões específicas que possam ser verificadas experimentalmente com a tecnologia atual. As dimensões extras, uma das suas características mais marcantes, estariam tão compactadas que seriam inacessíveis a experimentos diretos.
Grande Colisor de Hádrons (LHC) no CERN, Suíça.Fonte: Getty Images
Além disso, as energias necessárias para observar diretamente os fenômenos descritos pela Teoria de Cordas estão muito além das capacidades dos aceleradores de partículas mais poderosos que temos hoje, como o Grande Colisor de Hádrons (LHC). Isso torna a teoria, na maioria, uma construção puramente matemática, sem uma conexão clara com o mundo físico observável.
2 - O Problema da Paisagem
Outro grande desafio é o chamado “problema da paisagem” (landscape problem). A Teoria de Cordas não parece prever um único universo com características bem definidas, como o nosso, mas sim uma vasta paisagem de soluções possíveis. Estima-se que existam algo como 10500 soluções diferentes, cada uma correspondendo a um universo com suas próprias leis físicas, constantes fundamentais e número de dimensões.
Múltiplas versões da realidade e de universos seriam possíveis com a Teoria das Cordas.Fonte: Smithsonian Magazine
Essa imensa diversidade de soluções levanta questões sobre o que exatamente a Teoria de Cordas está descrevendo. Se tudo é possível, o que é real? A existência de tantas soluções possíveis sem um mecanismo claro para selecionar a que corresponde ao nosso universo faz com que a teoria pareça mais uma estrutura matemática interessante do que uma descrição física do mundo.
3 - Complexidade Matemática e Falta de Simplicidade
A Teoria de Cordas é incrivelmente complexa do ponto de vista matemático. Essa complexidade pode ser vista como um reflexo da profundidade da realidade que tenta descrever, mas também levanta questões sobre sua viabilidade. Uma característica desejável em teorias físicas é a simplicidade – a habilidade de descrever fenômenos complexos com leis fundamentais simples.
O formulismo matemático da Teoria das Cordas é demasiado complexo, complicando inferências e previsões acerca da realidade física.Fonte: Max Planck Institute
No entanto, a Teoria de Cordas é notoriamente difícil de trabalhar, mesmo para físicos treinados, e requer um entendimento profundo de matemática avançada, como geometria diferencial e teoria de grupos. Além disso, a teoria não é única; existem diferentes versões da Teoria de Cordas (como a teoria das supercordas e a teoria M), e não há consenso sobre qual, se alguma, é a correta.
A complexidade intrínseca e a falta de simplicidade ou unicidade na teoria sugerem que, embora a Teoria de Cordas seja uma ferramenta poderosa, ela pode não ser a teoria final de tudo que tanto buscamos.
