Durante mais de um século, a velocidade da luz foi considerada o limite máximo do universo, moldando a nossa compreensão do espaço, do tempo e da teoria da relatividade. Agora, uma ideia inovadora sugere a existência de outro limite de velocidade universal: uma velocidade mínima invariante incorporada na estrutura do espaço e do tempo. A descoberta da velocidade mínima absoluta no nível quântico remodela a antiga crença no repouso absoluto na teoria newtoniana e revela a surpreendente conexão entre as menores partículas quânticas e a vastidão do universo. Ao introduzir esta velocidade mínima num novo quadro teórico, os cientistas pretendem desvendar os mistérios do universo, desde o comportamento dos átomos de hidrogénio até às forças que aceleram a expansão do universo.
O Dr. Cláudio Nassif Cruz, da Universidade Federal de Ouro Preto, desenvolveu um fascinante arcabouço físico que propõe essa velocidade mínima como uma nova constante fundamental da natureza. Esta é uma nova teoria do movimento, chamada relatividade especial simétrica (SSR), que se baseia no trabalho de Einstein adicionando um limite de velocidade adicional, dado numa escala de energia mais baixa, relacionado com a forma como um vácuo gravitacional funciona, como um éter. O conceito inovador de SSR inicialmente proposto por Cruz foi publicado em “Physics of the Dark Universe”. O objetivo do Dr. Cruz é remodelar nossa compreensão do mundo quântico e do universo, tratando a energia escura como uma nova fonte de energia. éter Relevante para o quadro de fundo de velocidade mínima constante.
Nesta nova teoria do espaço-tempo, são descritos dois limites universais de velocidade: a velocidade da luz e uma velocidade mínima inalcançável, tão lenta que nenhuma partícula pode alcançá-la. Esta velocidade mínima não é apenas teórica, mas prática. Tem implicações práticas. Está ligado a um quadro de referência especial no espaço, um quadro fundamental que fornece uma base universal para o movimento, e assume um novo papel em relação à energia do vácuo que preenche o universo. éter. A energia do vácuo refere-se à energia potencial que existe mesmo no vácuo. O átomo de hidrogênio desempenha um papel fundamental na teoria porque representa a estrutura mais leve e estável. As suas propriedades ajudam os cientistas a compreender como esta velocidade mínima liga as partículas mais pequenas a fenómenos à escala cósmica. Cálculos baseados na relação entre as forças elétricas e gravitacionais nos átomos de hidrogênio levam ao surgimento dessa velocidade mínima. Explica propriedades fundamentais da matéria, como a proporção entre a massa do próton e a massa do elétron, e como isso afeta os níveis de energia dentro dos átomos.
Um dos resultados mais interessantes da pesquisa do Dr. Cruz é uma nova interpretação dos níveis de energia do átomo de hidrogênio, que são determinados por esta velocidade mínima. As descobertas também fornecem novos insights sobre a constante cosmológica, um fator que explica a aceleração da expansão do universo. Dr. Cruz disse que sua teoria poderia explicar naturalmente essa constante como parte de uma estrutura unificada. Ele acredita que a SSR fornece uma forma completamente nova de compreender a ligação entre a física quântica, que controla o comportamento de partículas minúsculas, e a gravidade, que molda o universo nas maiores escalas. Dr Cruz disse: “O conceito de velocidade mínima não apenas muda nossa visão da física clássica, mas também revela conexões inesperadas entre a incerteza quântica – o princípio que limita o quão precisas certas propriedades de uma partícula podem ser – e a gravidade quântica”.
Dr. Cruz também propôs uma maneira interessante de testar essa teoria experimentalmente. Seus colegas estabeleceram contato com um grupo experimental na Virgínia (EUA) para realizar experimentos, propondo o uso de sistemas ultrafrios. Tais sistemas, conhecidos como condensados de Bose-Einstein (BECs), são estados únicos da matéria criados quando as partículas esfriam até perto do zero absoluto. Esses sistemas podem apresentar efeitos incomuns previstos pela teoria, fornecendo evidências potenciais da existência de velocidades mínimas. Uma das previsões mais fascinantes envolve como essa velocidade mínima afeta o próprio tempo. Como explica o Dr. Cruz, “Experimentos conduzidos em temperaturas ultrafrias podem testar novas distorções do tempo devido às velocidades mínimas. Quando a temperatura se aproxima do zero absoluto ou a velocidade de uma partícula se aproxima da velocidade mínima, isso resulta em um encurtamento da meia-vida de um hipotético relógio atômico ultrafrio medido à temperatura ambiente no laboratório, ou seja, contração de tempo inadequada. Isso contrasta fortemente com o que acontece quando a temperatura se aproxima de zero.” Os relógios atômicos movem-se a velocidades próximas à da luz, fazendo com que suas meias-vidas se expandam no tempo, o que é conhecido como dilatação do tempo. Se a contração do tempo perto do zero absoluto ou das velocidades mínimas for confirmada em laboratório, isso revolucionará a nossa compreensão do espaço-tempo e da gravidade, desencadeando uma mudança de paradigma na física que começou com Einstein no século XX. Seria o prenúncio de uma nova era na física e na cosmologia no século 21, explicando a origem da constante cosmológica e da energia do vácuo.”
Esta pesquisa ultrapassa os limites da física convencional, posicionando a SSR como um passo transformador em direção à unificação dos campos de fragmentação da mecânica quântica, do estudo do comportamento das partículas nas menores escalas e da cosmologia (a ciência de todo o universo). Ao redefinir o espaço e o tempo em termos de dois limites de velocidade universais, esta investigação inovadora poderá abrir a porta para uma compreensão mais profunda do nosso universo, desde os átomos de hidrogénio mais simples até ao mistério da energia escura que governa a expansão do universo.
Referência do diário
CN Cruz e AC Amaro de Faria Jr., “A constante cosmológica e a quantização de energia dos átomos de hidrogênio de acordo com a relatividade especial dupla com velocidades mínimas”, Física do Universo Escuro, 2024. doi: https://doi.org/10.1016/j.dark.2024.101700
Sobre o autor
Cláudio Nassif Cruz é professor aposentado de física da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Minas Gerais, Brasil. Nasceu em Alenparaíba, Minas Gerais, em agosto de 1967.
Graduou-se em Física em 1992 pela Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Minas Gerais, Brasil.
Possui mestrado (1992) e doutorado (2002) em física pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil.
Ele tem vasta experiência em física da matéria condensada, com foco em equações de estado, equilíbrio de fase e transições de fase. Suas principais áreas de pesquisa incluem métodos de Thompson, grupos de renormalização, expoentes críticos dinâmicos e estáticos de vários sistemas, reações químicas de difusão limitada, polímeros, crescimento superficial e modelos de vetores N sem campos aleatórios. Alguns tópicos da teoria de campos, como eletrodinâmica quântica (QED) e cromodinâmica quântica (QCD), também são tratados pelo método Thompson.
Em outra pesquisa original apresentada por ele mesmo, ele trabalha para explorar outra possibilidade de quebra da simetria de Lorentz na relatividade especial deformada com velocidade mínima invariante (relatividade especial simétrica), onde o campo de fundo é gerado por dinâmicas não-Lorentzianas de baixa energia, explicando assim o pequeno valor positivo da constante cosmológica e também o princípio da incerteza quântica, permitindo-nos estabelecer uma ligação entre a física quântica e a cosmologia.
