O Discreto Charme do ‘Modelo Cíclico’

“O que há de mais novo em nosso entendimento moderno de vida… é a ideia de evolução, porque ela nos capacita a ver a vida, não como um ciclo que se repete eternamente, mas um processo que sempre gera…e descobre inovações.” (Lee Smolin – ‘A Vida do Cosmos’)

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Quando a teoria do ‘Big Bang‘ surgiu, em 1920…alguns físicos consideraram perturbador que – aparentemente – a densidade e temperatura do universo, se tornassem infinitas, em um tempo finito no passado, reconhecido como 13,8 bilhões anos.     

Esta preocupação fez com que…vários cientistas à época – procurassem uma alternativa cíclica…em que o universo alternasse entre expansão e contração, de modo que temperatura e densidade permanecessem sempre finitas — pois isso acontecendo … em um nº infinito de vezes…eliminaria qualquer início, ou final dos tempos… – No entanto, nos anos 20/30 não era possível construir um modelo com esta propriedade cíclica…e a maior dificuldade para isto era a entropia (ou… 2ª lei da termodinâmica).

Durante cada ciclo…a entropia necessariamente aumenta… — de modo que os ciclos subsequentes tornam-se maiores, cada vez mais… Extrapolando para trás no tempo,     estes ciclos tornam-se menores e mais curtos, até se chegar … afinal, a um Big Bang,     com os mesmos problemas de condições iniciais, desmotivando o estudo do cenário cíclico; contudo…

—  a ‘expansão acelerada do universo‘… (descoberta em 1998)           requer cerca de 70% do Universo sob a forma de ‘energia escura‘.

Isso é algo que sabemos agora…mas, que grandes cientistas teóricos como Friedmann, Lemaître, Sitter, Einstein, Tolman…não sabiam. – Temos portanto, a oportunidade de checar se a ‘energia escura pode superar a obstrução… — que a ‘entropia‘ impôs à construção de uma consistente ‘cosmologia cíclica‘.

Entropia & termodinâmica                                                                                       ‘Entropia representa o número de diferentes microestados,                                                         correspondentes a um mesmo macroestado‘…(Boltzmann)

Para entender como esse problema é encaminhado, precisamos explicar o conceito de entropia… – Considere uma sala cheia de moléculas de ar. O número de moléculas é extremamente grande, geralmente da ordem de 10 e³º… ou,  1 milhão de trilhões de trilhões. Estas moléculas estão se movendo a alta velocidade… cerca de 300 metros       por segundo… e, constantemente, colidindo umas com as outras.

Alguém poderia pensar que, descrever em detalhes um sistema desse tipo, bem como o movimento de qualquer molécula individual… – é impossível. Mas, números enormes levam a leis simples para todo sistema, de acordo com as leis da ‘termodinâmica‘ e da ‘mecânica estatística‘…da qual,  Ludwig Boltzmann  foi seu principal arquiteto.

Vamos pensar agora na seguinte questão. As moléculas de ar são cerca de 20% oxigênio…e 80% nitrogênio… – O oxigênio é fundamental para respirarmos e sobreviver – sem ele, em alguns minutos desmaiamos e morremos. Como saber então se o volume entorno do nosso nariz e boca…não será esgotado de todas moléculas de oxigênio dentro de alguns minutos?

A resposta desta pergunta irá introduzir os conceitos de entropia, e 2ª lei da termodinâmica, que assumem papel central na cosmologia cíclica.

As moléculas de uma sala podem estar em um número astronômico de configurações,     no que diz respeito à posição, e velocidade de cada molécula individual. A Mecânica Estatística é o estudo de tais configurações… – e, seu pressuposto básico é que cada configuração é igualmente provável. – Assim, o sistema irá rapidamente evoluir para     uma configuração que corresponda à sua máxima probabilidade.

Tais configurações são aqueles da mais alta ‘entropia‘,                               que é uma medida da desordem do sistema (isolado).

Os maiores estados de entropia são favorecidos por um enorme fator. Para tal estado de equilíbrio de maior entropia — devido à elaborada estatística envolvida, pode-se calcular a distribuição de velocidade das moléculas e a temperatura relacionada com extrema precisão.

Voltando à questão anterior, a configuração sem moléculas de oxigênio na vizinhança do nariz… e boca de uma pessoa, durante alguns minutos…é um estado altamente ordenado de menor entropia – e, probabilidade extremamente baixa.

2ª lei da termodinâmica de Boltzmann afirma que a entropia de um ‘sistema isolado‘… sempre aumenta — ou, permanece constante, assim a entropia nunca diminui. — Então … um quarto cheio de moléculas de ar nunca irá diminuir a entropia… até chegar nesta configuração improvável. E com mecânica estatística podemos calcular a probabilidade disso acontecer. O resultado é o seguinte…

Se eu escrever a probabilidade como 0,000000000…… num quadro-negro com cada zero de uma polegada de tamanho – onde será o primeiro dígito não-zero? Será, no final do quadro? No outro lado da sala? Nos limites da cidade?…  A resposta…surpreendente…é que não será no ‘universo visível’.

Mudanças para essa configuração iriam violar a ‘2ª lei da termodinâmica’, pois                 a entropia diminuiria. É importante, no entanto, salientar que – tal improvável configuração microscópica… — não violaria qualquer lei fundamental da física.

Boltzmann, Gibbs e a expansão do universo                                                       

A 2ª lei é apenas uma lei estatística, contudo, devido ao grande número de moléculas, a lei estatística poderia muito bem ser uma lei exata para fins práticos. Historicamente, foi esta distinção sutil – para um sistema de 1 milhão de trilhões de trilhões de moléculas…  entre uma lei exata que nunca é violada, e uma lei estatística que, praticamente, nunca é violada que levou à demora na aceitação (por parte dos matemáticos) da importante descoberta de Boltzmann.

Outro aspecto central da mecânica estatística é fornecido pelas ‘transições de fase’, tais como do gelo à água, ou água em vapor. A termodinâmica das transições de fase foi inicialmente sistematizada – através da mecânica estatística por um jovem professor de física teórica, chamado J. W. Gibbs.

Gibbs

As ideias de entropia e 2ª lei podem ser aplicadas ao universo como um todo. – A entropia atual do universo – em termos probabilísticos, é estimada em 10e88. Esta entropia reside, principalmente, na radiação e na matéria – tanto escura quanto luminosa.

Como o universo se expande…  sua  ‘entropia,  necessariamente, aumenta — de acordo com a 2ª lei. Mas, a entropia da componente radiação permanece constante… (expansão adiabática):

‘a entropia associada à matéria aumenta,                                                gradualmente, como um resultado de processos irreversíveis’.

No universo primitivo, a entropia aumentou durante a inflação por um fator de 10e84, dessa forma, comparando com a entropia presente, sabemos que a entropia no início da inflação foi extremamente baixa (10e4)… Este valor é essencialmente zero, na escala de  entropias contemporâneas. Nossa conversa vai se resumir portanto, ao intervalo dessas   2 magnitudes de entropia… 10e88 será a ‘entropia máxima’…e 10e4, a ‘entropia zero‘.

Do que foi visto, então, conclui-se que – um universo cíclico – com entropia periódica, deve envolver uma dramática diminuição na entropia para compensar o enorme aumento de entropia pela inflação. Mas, como pode ser qualquer diminuição consistente com a 2ª lei da termodinâmica, que exige o aumento da entropia? Esta é a pergunta que, nos anos  das décadas 1920/1930, bloqueou o progresso para a teoria de um universo oscilante.

Mas, por que… mesmo assim, o universo cíclico parece continuar           sendo uma alternativa atraente em relação aos demais modelos?

bigbang

O caos na singularidade

Desde quando foi independentemente concebida, por Friedman em 1922… e Lemaitre em 1927, que as ‘equações da relatividade geral nos guiam, naturalmente, ao universo em expansão’, e não, a um universo quase-estático‘… — como foi originalmente proposto por Einstein, em 1917.

Porém, também foi notado, que havia um indesejável aspecto prático/teórico, ou seja:

Como retornar ao passado, num tempo finito, quando a temperatura           e densidade tornam-se infinitas – e, o fator de escala se reduz a zero?

Isso sugere a ideia da explosão do ‘átomo primordial’, ou Big Bang, no tempo inicial t = 0; mas, o problema é que as equações clássicas deixam de ser aplicáveis a esta ‘singularidade‘, e a relatividade geral não pode ajudar.

Uma possibilidade de solução para este impasse é que, a um tempo suficientemente inicial – o ‘tempo de Planck [10e(-44) s após o Big Bang], os efeitos da mecânica quântica possam atuar de modo que, em todos os casos, as equações clássicas de Friedman falhem, e o comportamento singular em t = 0, com densidade e temperatura infinitas, e um fator de escala desprezível, sejam contornados… numa eficiente teoria quântica gravitacional.

Obs. Apesar de ainda não consolidada, várias tentativas têm sido feitas no sentido de simular as condições iniciais da versão quântica cosmológica. Uma dessas ideias é creditada a Vilenkin, Hartle e Hawking. Não obstante todos os esforços, não existe consenso sobre esta árdua tarefa de contornar a singularidade do Big Bang.

O universo ‘bem comportado‘ 

Ao nível clássico, as ‘equações de Friedman’ incluem uma hipótese conhecida                       como Princípio Cosmológico’, incluindo aí 2 componentes fundamentais:

(i) o universo é assumido perfeitamente homogêneo;                                       (ii) e isotrópico, ou ‘rotacionalmente simétrico‘.

Atualmente,  fica evidente que nenhum desses componentes é exatamente válido em escalas menores – tais como o tamanho das galáxias, e seus aglomerados, mas sim, em escalas muito amplas — (acima de uma ordem da magnitude dos aglomerados).

Dessa forma,  uma legítima  ‘questão clássica’  para a relatividade geral, seria saber se, desprezando…ou homogeneidade, ou isotropia, ou ambas, poderíamos evitar a singularidade do Big Bang.

Uma resposta para esta pergunta foi fornecida em 1960…  por  Hawking e Penrose,         ao demonstrarem que, em condições normais, a singularidade no passado é inevitável, e, consequentemente – independe do Princípio Cosmológico. Porém, o ‘inexorável  teorema de Hawking e Penrose faz hipóteses, uma das quais parece bastante relevante.

É postulada a exigência, fisicamente plausível, de que a densidade de energia nunca seja negativa – uma vez que tal ‘densidade de energia’, aparentemente, não teria interpretação física. — No entanto, este é o pressuposto a ser abolido para se construir uma ‘cosmologia cíclica‘.

(Uma breve introdução — particularmente clara e precisa —  do papel da entropia na cosmologia cíclica se encontra no livro “Relativity, Thermodynamics, and Cosmology”, Oxford: Clarendon Press. 1934, de Richard Chase Tolman.)

Voltando à década de 1920… mesmo classicamente, afigurou-se conveniente evitar a singularidade do Big Bang. Uma atraente possibilidade, com efeito, seria uma teoria cíclica em que a densidade e temperatura permanecessem sempre finitas, e o fator de escala sempre diferente de zero.

 Além das tentativas independentes de Friedman e Lemaitre – respectivamente, em 1922 e 1927, é importante dizer que, quando Einstein assistiu a um seminário, em 1931, dado por Lemaitre, no California Institute of Technology (CALTECH), se entusiasmou pelas ideias cíclicas. Em 1932, inclusive, De Sitter e Einstein publicaram, em conjunto, sobre o tema.

chave do bau

energia escura… (a chave da questão)

Um fato importante sobre o universo, descoberto apenas em 1998 – e… obviamente, desconhecido nas décadas de 1920 e 1930,  é que:

‘a expansão está, atualmente, se acelerando’ o que, consequentemente, levou à classificação de mais de 70% de sua energia como energia escura.

(Isto nos remete à questão principal: saber se a energia escura pode exercer algum papel na operação cíclica.) 

Mas, antes de dar uma resposta (positiva) a esta pergunta, convém elaborar algumas considerações gerais sobre a ‘ciclicidade’ e a entropia, em uma tentativa de tornar     a solução, aparentemente, inevitável.

Considera-se que um universo cíclico passa por quatro fases: Salto-! Expansão-! Retorno-! Contração-! —  e, de volta ao  Salto…  num número infinito de vezes.               Durante a expansão, a entropia aumenta inicialmente, por um fator (inflacionário)           de 10e84, para, em seguida, ainda aumentar gradualmente… – por ‘irreversíveis processos materiais’.

Lembremos que a radiação se expande com entropia constante, e a energia escura tem entropia zero. É bom ressaltarmos, também, que a  fase de contração apresenta suas próprias características peculiares – Uma delas é que a matéria e a poeira interestelar irão formar estruturas mais rapidamente do que durante a expansão.

E os buracos negros existentes, crescerão e se multiplicarão,                          impedindo qualquer aglutinação… suave e regular de matéria.

a improvável reversão temporal   O original nunca é fiel à tradução.”   (Jorge Luis Borges)

Durante a contração  –  há um problema ainda mais sério sobre a matéria…várias transições de fase deverão acontecer em sentido inverso – para prosseguir…com êxito – de volta a um ‘salto inicial’… do universo.

Por  exemplo  —  o fenômeno contrário da ‘recombinação’ exigiria que átomos neutros se dissociassem em prótons e elétrons – com aumento da temperatura.    

                Isso seria diminuir a entropia… e, como uma violação da                                 2ª lei da termodinâmica – impossível, estatisticamente.

Existem outras transições de fase, tais como as chamadas ‘transições de cromodinâmica quântica’ – em centenas de MeV, – onde quarks e glúons ficam confinados em hádrons. Também… a transição fraca em cerca de 100 mil MeV, na qual as forças eletrofracas separam-se em forças fraca e eletromagnética.

Como pode, então, um universo em contração seguir no sentido inverso, através de tais transições de fase, sem violar a 2ª lei da termodinâmica?

Uma possibilidade sedutora, mas rapidamente descartada é que, durante a contração, a ‘flecha do tempoinverta de sentido…Esta é uma suposição feita para justificar que a entropia possa ser reduzida durante a ‘fase de contração’. Mas, o que isso significaria?

‘A seta do tempo refere-se à segunda lei da termodinâmica de um         sistema mecânico estatístico, para o qual, o aumento da entropia         define uma direção positiva de tempo’.

A nível biológico, nos lembramos do passado, mas não do futuro…e crescemos envelhecendo, então, para nós, certamente, é uma seta bem definida de tempo.                   Para sistemas físicos estatísticos, a ‘seta do tempo’ é igualmente bem definida,               pelo comportamento da entropia.

(As origens Cósmicas da Seta do Tempo  – Sean M. Carroll )

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Há muito mais formas de dispor um dado número de átomos em uma configuração de alta entropia, do que numa configuração de entropia baixa.  

Assim, os estados de alta entropia são muito mais comuns – estatisticamente – que os…muito pouco prováveis, estados de baixa entropia.

Dessa forma…não é surpresa que a entropia tenda a crescer com o tempo… –  praticamente, qualquer mudança no sistema, o levará a esse estado maior.

Define-se assim seta do tempo como a tendência de um sistema evoluir na direção… de um dos seus inúmeros estados naturais de alta entropia.

Mas, explicar por que estados de baixa entropia evoluem para estados de alta entropia… não é a mesma coisa que explicar por que a entropia do nosso Universo está aumentando…  –  E,  a pergunta não quer se calar:

‘Por que, no início do Universo, a entropia era tão baixa?’

Isto pode parecer natural – uma vez que estados de baixa entropia são tão raros… Porém, mesmo admitindo que o nosso Universo hoje tenha entropia média, não se explica por que a entropia costumava ser ainda mais baixa. – De todas as condições iniciais possíveis, que poderiam ter evoluído para um universo como o nosso,  a ‘esmagadora maioria’ deveria ter entropia muito mais alta, não mais baixa. 

Em outras palavras, o verdadeiro desafio não está em explicar por que a entropia do Universo amanhã será maior que é hoje, mas sim, em explicar por que a entropia era         mais baixa ontem, e ainda mais baixa anteontem… E, podemos aplicar essa lógica ao passado longínquo, até o início do tempo no nosso Universo observável.

No final das contas… a ‘assimetria do tempo‘ é                                               uma pergunta que a cosmologia terá de responder.

O problema da entropia seria resolvido…de maneira muito simples – se pudéssemos adotar uma reversão   na flecha do tempo durante a contração, diminuindo assim, o seu valor.  

Considerarmos esse artifício ao mundo físico, no entanto – seria apenas um exótico dispositivo de semântica — muito embora, tenha sido utilizado       por alguns teóricos, como o último recurso para resolver o ‘espinhoso’ problema cíclico.

Em um universo com uma seta invertida de tempo, a mecânica estatística deixaria de fazer sentido… – pois os ‘estados de equilíbrio‘ de um gás ideal – por exemplo… tenderiam ao desequilíbrio, em configurações improváveis, e desconexas. A reversão da flecha do tempo seria portanto, um absurdo, se possível, a ser evitado…“O eterno retorno nunca é o mesmo, pois o que retorna é a diferença” (Deleuze)

Com efeito, os teoremas de singularidade de Hawking e Penrose…na década de 1960, assumiram ‘densidade de energia‘ sempre positiva… contudo… a ‘energia escura‘, como uma ‘equação de estado negativa’, viola tal suposição.

Sendo assim…portanto, podemos concluir que a cosmologia convencional, com tempo de partida no Big Bang, e se estendendo para sempre em uma expansão infinita, agora tem uma alternativa plausível no modelo cíclico – que parece, logicamente, mais aceitável que uma cosmologia se originando de uma singularidade, com densidade e temperatura iniciais infinito.

Paul H. Frampton  (University of North Carolina at Chapel Hill)                                     livre tradução extraída do texto… Did time begin? Will time end?                          complemento p/consulta… ‘The No Boundary Proposal’

outras fontes:  ‘Big Bang pode ter sido o fim de outro universo’ # ‘Tempo termodinâmico corre para trás dentro de BNs’ # ‘A teoria cíclica de Turok e Steinhardt’ # ‘Epistemologia da Ciência – Complexidade’ # ‘Oscilação Harmônica Cósmica’ ##  ‘Os ciclos de Penrose’    ##################(texto complementar)###########################

Boson de Higgs confirma teoria cíclica (24/02/2013)  

Recentemente, foi confirmado que o ‘Grande Colisor de Hádrons’ (LHC) no CERN, de fato encontrou um ‘bóson de Higgs’, em julho de 2012. Com base na análise de dados realizada, a partícula descoberta é consistente com o ‘Modelo Padrão‘ da física de partículas, e ajuda assim a explicar porque as partículas têm a massa que têm. – O porta-voz do experimento CMS (Solenoide Compacto de Múons) do LHC, um dos 2 experimentos que detectaram a atual partícula de Higgs…Joseph Incandela, observa que…

“Ele está se parecendo muito com o bóson de Higgs do Modelo Padrão – apesar de também poder existir outra ‘partícula de Higgs’… muito mais massiva, que nosso experimento não é sensível o bastante para detetar”. 

Joseph I. Kroll, físico da University of Pennsylvania, que trabalha no LHC, diz que a descoberta da ‘partícula de Higgs’ é impressionante… “Se essa partícula encontrada, realmente é o Higgs, não só confirma a teoria sobre como partículas obtêm massa,       mas permite que se façam novos cálculos que, antes de conhecer suas propriedades,     não eram possíveis“.

boson_de_higgs

Processamento computadorizado mostra típica evidência de possível bóson de Higgs, incluindo dois fótons de alta energia (representada em vermelho) medida no CMS

Por exemplo, a massa dessa nova partícula… é de cerca de 126 GeV (bilhões de elétron-volts)… cerca de 126 vezes a ‘massa do próton’.

Considerando ser essa partícula — o Higgs… e supondo que o ‘campo de Higgs’ esteja afetando de modo  uniforme o vácuo do espaçotempo, então…sua massa é suficiente para fazer o Universo, basicamente, ser instável… Como explica o físico da Ohio University, Christopher Hill:

“A massa do Higgs é relacionada à forma como o vácuo é estável – e esse valor está exatamente na linha crítica do cálculo. – Isso pode ser um ‘coincidência cósmica’, ou pode haver um motivo físico como explicação”.

E Joseph Lykken, físico teórico do ‘Fermilab’ complementa: “Se o cálculo da instabilidade do vácuo se confirmar – vai trazer à tona a velha ideia de que o Big-Bang nada mais é que um eterno evento cíclico  (e…eu acho que essa ideia vem ganhando cada vez mais força)“.

Bóson de Higgs pode significar instabilidade do Universo?                               Ser um Higgs do ‘Modelo Padrão’ pode ser, em última instância, uma razão de instabilidade do nosso Universo, ou instabilidade do vácuo do ‘Modelo Padrão’.

De acordo com a descrição mais aceita por físicos, um vácuo não é completamente destituído de matéria, mas está cheio de partículas e antipartículas que entram em existência, e em seguida colidem umas com as outras aniquilando-se mutuamente,           em intervalos muito curtos.

A incerteza inerente contida na mecânica quântica permite essas flutuações espontâneas. Enquanto as partículas não viverem mais do que um instante passageiro, o processo não viola nenhuma lei da física. E, de acordo com Lykken “o Modelo padrão também afirma que…para o vácuo do espaço vazio ser estável — devemos estar vivendo a uma energia potencial mínima”.

Em outras palavras, a maioria das coisas acaba parando num local de mais baixa energia… – Uma bola rola ladeira abaixo, e para em um ponto baixo…fazê-la sair desse ponto requer energia. No caso do Universo, seria como viver no fundo de um vale cercado por colinas; o valor do potencial do Higgs seria o ponto mais baixo do vale… — E o Universo se torna instável se nosso vale não for de fato o mais baixo deles. 

De acordo com Benjamin Allanach, físico da Cambridge University“A forma do potencial do Higgs é determinada, precisamente, pela massa do Higgs”… mas, a massa observada de 126 GeV parece implicar…no entanto, que o Universo não existe no estado de energia mais baixo possível — estando…na verdade…posicionado em um local ligeiramente incomum — como explicou o físico Matthew Strassler…da Rutgers University:

“Para um bóson de Higgs de 126 GeV… o Universo pode                                      estar em um local mínimo…que não é o mínimo global”.

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É como estar em um vale onde o chão é mais alto do que o de um vale adjacente. Se você não soubesse que existe um vale profundo do outro lado da colina, você acreditaria estar no nível mais baixo possível. Se de alguma forma você conseguisse chegar ao outro lado, porém, desceria muito mais.

Essa situação normalmente não ofereceria problema, já que você não poderia viajar entre vales – exceto pela ‘mecânica quântica’…que permite tunelamento quântico de partículas através de colinas, de maneira imprevisível. E assim…como resultado, explicou Allanach:

“No futuro, nosso Universo poderia espontânea e aleatoriamente sofrer tunelamento para o mais profundo – com consequências catastróficas”.

A ‘metaestabilidade’ do Vácuo

Esse Universo metaestável não é uma ideia nova… — Em 1979, já se tentava calcular as implicações da massa do bóson de Higgs na cosmologia.

Posteriormente – em 2001… o físico teórico Paul Steinhardt da Princeton University e Neil Turok do Perimeter Institute de Física Teórica no Canadá, descreveram um Universo cíclico que alterna entre expansão e contração… sendo consistente com o tipo de metaestabilidade implicada pela massa observada do bóson de Higgs.

Mais recentemente, Giuseppe Degrassi da Universidade de Roma, e Jose Espinosa da Universidade Autônoma de Barcelona… e colaboradores – calcularam as implicações gerais da massa do Higgs…e, das declarações de Espinosa…“Agora sabemos, com um grande nível de confiança, que nosso vácuo está do lado instável, e pudemos calcular       seu tempo de duração…o qual parece ser muito maior que a atual idade do Universo”.

A maioria dos teóricos não parece muito preocupada com a destruição de nosso Universo, porque a metaestabilidade — se é que algum dia vai se manifestar…  —  não será tão cedo. Além disso, eles esperam que o LHC ache outras partículas em breve… — de modo a que,   novos cálculos possam indicar que o Universo tem mais estabilidade.

Especificamente, o destino do Universo não depende apenas do Higgs – mas também da massa do quark top, outra partícula fundamental com massa de aproximadamente 180 GeV; conforme Allanach… “O quark top afeta fortemente o vácuo…com suas flutuações quânticas…por ser muito pesado. – Se a massa do Higgs realmente for de 127 GeV, e a massa do top um pouco menor que seu valor mais provável – então…o Universo seria completamente estável…e o vácuo estaria no mínimo absoluto”.

De acordo com Steinhardt… – “Existe um pouco de metaestabilidade… Mas, por que o Universo está exatamente nesse ponto…Será que isso é algo que precisamos entender?”

Supondo que tudo seja conhecido sobre o ‘Modelo Padrão’… e, que nenhuma partícula, ou nova força seja encontrada no futuro, então, o Universo pode estar numa região onde ele tem vida longa, mas é algo instável e, portanto, pode desaparecer daqui a alguns bilhões de éons. “E talvez nem bilhões de anos, mas bilhões…ou bilhões de bilhões de éons”, como enfatiza Strassler… “Isso não é algo que me tira o sono” (texto base)…( ‘Beyond Higgs’)

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Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979... (s/ diploma)
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5 respostas para O Discreto Charme do ‘Modelo Cíclico’

  1. JMFC disse:

    ” a energia escura… com uma ‘equação de estado negativa’…viola tal suposição” ( i.é.:a energia escura ter uma densidade de energia negativa…)
    A questão: qual o suporte científico para fazer tal afirmação?

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  2. Cesarious disse:

    “Antes que o inferno congele…” (trecho do post)

    “…Pensando na física clássica essa ideia não faz sentido, mas, quando estamos falando de sistemas quânticos, a definição clássica de temperatura também não faz sentido. A definição de temperatura passa a levar em conta a ‘distribuição energética’  das partículas do gás, o que determina sua entropia. ‘Entropia’ é um conceito que tem haver com a ‘desordem’ de um sistema; e uma lei fundamental da termodinâmica diz que ela sempre aumenta. Ou seja, o aumento da entropia determina o fluxo dos acontecimentos.

    … Para temperaturas baixas usamos a definição de temperatura dada em termos da variação da energia com a variação da entropia.  Então, uma temperatura negativa pode ser atingida quando a variação de energia é positiva (todas as partículas estão em um estado de maior energia) e, a entropia diminui (só há um estado com energia máxima). Em um sistema sem energia máxima, você pode ir adicionando energia, e as partículas vão se espalhando entre os níveis (indo cada vez para os mais altos), o que representa uma situação em que a temperatura aumenta.

    Agora, em um sistema com uma ‘energia máxima fixa’, conforme você acrescenta energia, as partículas tendem a ficar juntinhas (diminuindo a entropia) nesse estado de energia máxima – o que representa, pela definição que demos, temperatura negativa.

    O importante é salientar que a temperatura negativa é uma coisa formal, porque um estado com temperatura negativa sempre tem muito mais energia que um outro com temperatura positiva (qualquer) — e, portanto, sempre cede calor ao último. Assim, temperatura negativa é muito, muito, mas muito quente.

    Outro ponto a se notar, é que temperaturas negativas só são alcançados através de uma transição brusca, não passando pelo zero absoluto (que continua sendo inatingível).”

    http://truesingularity.wordpress.com/2013/01/21/antes-que-o-inferno-congele/

    meu comentário: O que foi colocado acima (com bem mais detalhes no post original) pode ser interpretado – sintética (e, sintaticamente) da seguinte forma: temperaturas “absolutamente negativas” correspondem a energias “escuramente” negativas — o que resulta, substituindo um termo por outro – em energias absoluta (… e absurdamente) positivas – numa “quebra de simetria”… ‘algébrico/geometricamente’ falando.

    “É visão comum entre muitos físicos atuais que a mecânica quântica não nos fornece, absolutamente, nenhum retrato da ‘realidade’. O formalismo da física quântica, nessa visão, deve ser encarado simplesmente assim: um formalismo matemático. Esse formalismo, conforme argumentariam muitos físicos quânticos, não nos diz essencialmente nada sobre uma realidade quântica efetiva do mundo, mas nos permite calcular a probabilidade de realidades alternativas ocorrerem, de fato.”  Roger Penrose – ‘The Road to Reality’ (pg.782)

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  3. JMFC disse:

    E fornece?!
    A dualidade onda-partícula, o entrelaçamento quântico, a simultaneidade temporal de uma partícula surgir em locais diferentes…eu sei lá….

    Mas que o mundo subatómico é fascinante é…e que dele é feito o nosso também é!

    A probabilidade de serem manifestações da existência de mundos paralelos também não é fascinante?!

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  4. Cesarious disse:

    é uma outra realidade, mais abrangente, mais solidária, mais caleidoscópica, e mais subjetiva que, suponho contidas nas ideias do R. Penrose.
    é uma abertura de caminhos que levam para um mesmo destino, eu suponho, ou seja, a percepção cósmica da vida no espaço/tempo.

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