O Universo Elegante: Supercordas, Dimensões Ocultas e a Busca da Teoria Definitiva

O século 20 deixou pra física duas teorias extraordinárias: a relatividade geral, de Einstein, que descreve a gravidade em escala gigante, e a mecânica quântica, que descreve o mundo dos átomos e das partículas menores que um átomo. Cada uma, isolada, é a teoria mais bem testada que a ciência já produziu, sem nenhum experimento em mais de cem anos capaz de contradizer qualquer uma das duas.

O problema aparece quando alguém tenta juntar as duas contas numa situação em que a gravidade fica forte e o espaço fica minúsculo ao mesmo tempo, como dentro de um buraco negro ou no instante em que o universo começou: a matemática das duas teorias se recusa a trabalhar junto, e o cálculo devolve infinito. É como ter dois aplicativos perfeitos no celular que travam o aparelho quando abrem juntos. O livro de Brian Greene conta a história de uma candidata a resolver esse impasse.

Antes de chegar nas cordas, o livro reconstrói o que a relatividade já resolveu. Einstein mostrou, na relatividade especial, que espaço e tempo não são fixos: dependem de quão rápido você se move. Dez anos depois, na relatividade geral, ele deu o passo maior: gravidade não é uma força que puxa à distância, como se pensava desde Newton, e sim o efeito da massa curvando o espaço-tempo ao redor dela.

Um jeito simples de imaginar: uma cama elástica esticada, com uma bola de boliche afundando o tecido; uma bolinha de gude rodando perto não é puxada por nenhuma corda invisível, só segue a curva do tecido. É assim que o Sol segura a Terra em órbita. Essa ideia já foi confirmada de sobra, inclusive pelo GPS do celular, que precisa corrigir o relógio dos satélites por causa dessa curvatura do espaço-tempo. O problema é o que acontece quando essa mesma física precisa lidar com a escala de um átomo.

Enquanto a relatividade cuida do muito grande, a mecânica quântica cuida do muito pequeno e se comporta de um jeito que não faz sentido pra intuição treinada no mundo visível. Um elétron não tem posição definida antes de ser medido: existe como uma nuvem de probabilidades até o instante em que alguém observa. Outra marca dessa teoria é o princípio da incerteza: quanto mais precisão você tem sobre a posição de uma partícula, menos sobra sobre a velocidade dela, e vice-versa, uma característica da própria natureza, não do instrumento de medição.

É como fotografar alguém correndo numa festa de bairro lotada: focar no rosto borra o movimento, e nenhuma câmera melhor resolve isso, porque a bagunça está na própria realidade dessa escala. Essa aleatoriedade incomodava o próprio Einstein, mas o registro experimental, repetido em laboratório no mundo inteiro, confirma esse comportamento probabilístico sem exceção conhecida até hoje. É consenso estabelecido, não hipótese em aberto.