O universo elegante brain greene

  • View
    255

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of O universo elegante brain greene

  • 1. DADOS DE COPYRIGHTSobre a obra:A presente obra disponibilizada pela equipe Le Livros e seus diversos parceiros, com o objetivode oferecer contedo para uso parcial em pesquisas e estudos acadmicos, bem como o simplesteste da qualidade da obra, com o fim exclusivo de compra futura. expressamente proibida e totalmente repudavel a venda, aluguel, ou quaisquer uso comercialdo presente contedoSobre ns:O Le Livros e seus parceiros disponibilizam contedo de dominio publico e propriedadeintelectual de forma totalmente gratuita, por acreditar que o conhecimento e a educao devemser acessveis e livres a toda e qualquer pessoa. Voc pode encontrar mais obras em nosso site:LeLivros.us ou em qualquer um dos sites parceiros apresentados neste link."Quando o mundo estiver unido na busca do conhecimento, e no mais lutando por dinheiro epoder, ento nossa sociedade poder enfim evoluir a um novo nvel."

2. Brian GreeneO Universo Elegante:Supercordas, Dimenses Ocultase a Busca da Teoria DefinitivaFormatao/converso ePub: ReliquiaTraduo: Jos Viegas FilhoRevisor tcnico: Rogrio Rosenfeld (Instituto de Fsica Terica/Unesp) 3. COMPANHIA DAS LETRAS#Copy right 1999 by Brian R. GreeneTtulo original: The elegant universe: Superstrings, hidden dimensions, and the quest for theultimate theoryCapa Angelo Venosa ndic remissivoCarla Aparecida dos Santos Preparao Cssio de Arantes Leite RevioCarmem S. da Costa Ana Maria BarbosaDados Internacionas de Catalogao na Publicao (CIP) (Cmara Brasileira do Livro, SP,Brasi!) Greene, Brian.O Universo elegante : supercordas. dimenses ocultas e a busca da teoria definitiva / BrianGreene, traduo Jos Viegas Filho; revisor tcnico Rogrio Rosenfed, - So Paulo : Companhiadas Letras.Titulo original: The elegant universe.Bbliografia.ISBN 85-359-0098-51. Cosmologia 2. Supercordas - Teorias i. Tiulo 01-0498 CDD-539.7258ndices para catlogo sistemico:. Supercordas : Teoria: Fisica moderna 539 72582 Teoria das supercordas : Fsica moderna 539725STodos os direitos desta edio reservados EDITORA SCHWARCZ LTDA.Rua Bandeira Paulista 702 cj. 32 04532-002 - So Paulo - SP Telefone () 3846-0801Fax (n) 3846-0814 www.companhiadasletras.com.br 4. A minha me e memria de meu pai, com amor e gratido 5. SumrioPrefcioPARTE IA fronteira do conhecimento1. Vibrando com as cordasPARTE IIO dilema do espao, do tempo e dos quanta2. O espao, o tempo e o observador3. Das curvas e ondulaes4. Loucura microscpica5. A NECESSIDADE DE UMA TEORIA NOVA: RELATIVIDADE GERAL VERSUSMECNICA QUNTICAPARTE IIIA sinfonia csmica6. Pura msica: a essncia da teoria das supercordas7. O "super" das supercordas8. Mais dimenses do que o olhar alcana9. A evidncia irrefutvel: sinais experimentaisPARTE IVA teoria das cordas e o tecido do espao-tempo10. Geometria quntica11. A ruptura do tecido espacial12. Alm das cordas: em busca da teoria M13. Buracos negros: uma perspectiva da teoria das cordas e da teoria M14. Reflexes sobre a cosmologiaPARTE VUnificao no sculo XXI15. PerspectivasGlossrio de termos cientficosReferncias e sugestes de leitura 6. PrefcioNos ltimos trinta anos da sua vida, Einstein buscou sem descanso a chamada teoria docampo unificado uma teoria capaz de descrever as foras da natureza por meio de umesquema nico, completo e coerente. As motivaes de Einstein no eram as que normalmenteinspiram os empreendimentos cientficos, como a busca de explicaes para este ou aqueleconjunto de dados experimentais.Ele acreditava apaixonadamente que o conhecimento mais profundo do universo revelaria a maiordas maravilhas: a simplicidade e a potncia dos princpios que o estruturam. Einstein queriailuminar os mecanismos da natureza com uma luz nunca antes alcanada, que nos permitiriacontemplar, em estado de encantamento, toda a beleza e a elegncia do universo.Ele nunca realizou o seu sonho, em grande parte porque as circunstncias no ofavoreciam, j que em sua poca vrias caractersticas essenciais da matria e das foras danatureza eram desconhecidas ou, quando muito, mal compreendidas. Mas durante os ltimoscinqenta anos, as novas geraes de fsicos entre promessas, frustraes e incurses porbecos sem sada vm aperfeioando progressivamente as descobertas feitas por seuspredecessores e ampliando os nossos conhecimentos sobre a maneira como funciona ouniverso. E agora, tanto tempo depois de Einstein ter empreendido em vo a busca de uma teoriaunificada, os fsicos acreditam ter encontrado finalmente a forma de combinar esses avanos emum todo articulado uma teoria integrada, capaz, em princpio, de descrever todos osfenmenos fsicos. Essa teoria, a teoria das supercordas, o tema deste livro.Escrevi O universo elegante com o objetivo de tornar acessvel a uma ampla faixa deleitores, especialmente aos que no conhecem fsica e matemtica, o notvel fluxo de idias quecompe a vanguarda da fsica atual. Nas conferncias que tenho feito nos ltimos anos sobre ateoria das supercordas, percebi no pblico um vivo desejo de conhecer o que dizem aspesquisas atuais sobre as leis fundamentais do universo, de como essas leis requerem umgigantesco esforo de reestruturao dos nossos conceitos a respeito do cosmos e dos desafiosque tero de ser enfrentados na busca da teoria definitiva. Espero que os dois elementos queconstituem este livro a explicao das principais conquistas da fsica desdeEinstein e Heisenberg e o relato de como as suas descobertas vieram a florescer com vigor nosavanos radicais da nossa poca venham a satisfazer e enriquecer essa curiosidade.Espero ainda que O universo elegante interesse tambm aqueles leitores que de fato tmconhecimentos cientficos. Para os estudantes e professores de cincias, espero que o livrologre cristalizar alguns dos elementos bsicos da fsica moderna, como a relatividade especial,a relatividade geral e a mecnica quntica, e ao mesmo tempo possa transmitir a euforiacontagiante que sentem os pesquisadores ao se aproximarem da conquista to ansiosamenteaguardada da teoria unificada. Para o leitor vido por cincia popular, tratei de explicar aspectosdo extraordinrio progresso que o nosso conhecimento do cosmos experimentou na ltimadcada. E para os meus colegas de outras disciplinas cientficas, espero que o livro lhes d umaindicao honesta e equilibrada de por que os estudiosos das cordas esto to entusiasmadoscom os avanos alcanados na busca da teoria definitiva da natureza.A teoria das supercordas engloba uma grande rea. E um tema amplo e profundo,relacionado com muitas das descobertas capitais da fsica. Como ela unifica as leis do grande e 7. do pequeno, leis que regem a fsica desde as unidades mnimas da matria at as distnciasmximas do cosmos, so mltiplas as maneiras de abord-la. Decidi focaliz-la a partir daevoluo da percepo que temos do espao e do tempo. Creio que esse um caminhoespecialmente interessante por permitir uma viso fascinante e rica das novas maneiras depensar.Einstein mostrou ao mundo que o espao e o tempo comportam-se de maneiras incomunse surpreendentes. Agora, as pesquisas mais recentes conseguiram integrar as suasdescobertas a um universo quntico, com numerosas dimenses ocultas, enroladas dentro dotecido csmico dimenses cuja geometria prodigamente entrelaada pode propiciar a chavepara a compreenso de algumas das questes mais profundas que j enfrentamos. Emboraalguns destes conceitos sejam sutis, veremos que podem ser apreendidos atravs de analogiascomuns. Uma vez compreendidas, essas idias proporcionam uma perspectiva deslumbrante erevolucionria do universo.Em todo o transcorrer do livro, procurei manter o padro cientfico e, ao mesmo tempo,dar ao leitor freqentemente por meio de analogias e metforas a compreenso intuitiva decomo os cientistas chegaram concepo atual do cosmos. Embora eu tenha evitado o uso delinguagem tcnica e a apresentao de equaes, a natureza radicalmente nova dos conceitosaqui considerados pode forar o leitor a fazer uma pausa em alguns pontos, a meditar aqui e ali,ou a refletir sobre as explicaes dadas, de modo a acompanhar a progresso das idias. Certassees da parte IV (a respeito dos avanos mais recentes) so mais abstratas que as demais;tomei o cuidado de advertir o leitor sobre essas sees e de estruturar o texto de modo que elaspossam ser lidas superficialmente ou mesmo saltadas sem maior impacto sobre o fluxo lgico dolivro. Inclu um glossrio de termos cientficos com o objetivo de propiciar definies simples eacessveis para as idias apresentadas no texto. Embora o leitor menos comprometido possaignorar totalmente as notas finais, o mais aplicado encontrar a observaes adicionais,esclarecimentos de idias expostas de maneira simplificada no texto, bem como incursestcnicas para os que gostam de matemtica.Devo agradecer a muitas pessoas pela ajuda recebida durante a preparao deste livro.David Steinhardt leu o manuscrito com ateno e generosidade, alm de propiciar inestimveisincentivos e comentrios editoriais precisos. David Morrison, Ken Vineberg, Raphael Kasper,Nicholas Boles, Steven Carlip, Arthur Greenspoon, David Mermin, Michael Popowitz e ShaniOffen leram o manuscrito detalhadamente e ofereceram sugestes que em muito beneficiaram aapresentao da obra. Outros que leram o manuscrito total ou parcialmente e forneceramconselhos e incentivos foram Paul Aspinwail, Persis Drell, Michael Duff, Kurt Gottfried, JoshuaGreene, Teddy Jefferson, Marc Kamionkowski, Yakov Kanter, Andras Kovacs, David Lee,Megan McEwen, Nari Mistry, Hasan Padamsee, Ronen Plesser, Massimo Poratti, Fred Sherry,Lars Straeter, Steven Strogatz, Andrew Strominger, Henry Tye, CumrunVafa e Gabriele Veneziano. Devo agradecimentos especiais a Raphael Gunner, entre outrascoisas pelas crticas feitas logo ao incio do trabalho, que me ajudaram a dar-lhe a formadefinitiva, e a Robert Malley, por seu incentivo suave e persistente para que eu passasse doestgio de pensar no livro para o de escrev-lo. StevenWeinberg e Sidney Coleman contriburam com sua assistncia e conselhos valiosos, e umprazer registrar as muitas interaes positivas com Carol Archer,