A constante de estrutura fina é uma entidade misteriosa – minúscula, adimensional, aparentemente aleatória, mas que contém a chave da própria vida.
Como afirmou o famoso matemático De La Soul , três é o número mágico, outros afirmam que o número mágico é o Phi. Mas se acreditarmos no físico Richard Feynman, esse número está errado por um fator de cerca de 400. Para Feynman, o “número mágico” é cerca de 1/137 – especificamente, é 1/137.03599913.
Os físicos a conhecem como α, ou constante de estrutura fina. “Tem sido um mistério desde que foi descoberto”, escreveu Feynman em seu livro de 1985, QED: A estranha teoria da luz e da matéria “Todos os bons físicos teóricos colocam esse número na parede e se preocupam com isso.”
É incrivelmente misterioso e incrivelmente importante: um número aparentemente aleatório e adimensional, que, no entanto, guarda o segredo da própria vida.
“É uma medida da força da interação entre partículas carregadas e a força eletromagnética”, explicou Paul M Sutter, professor de astrofísica da SUNY Stony Brook, em um artigo para a Space.
“Se tivesse qualquer outro valor, a vida como a conhecemos seria impossível”, escreveu ele. “E ainda assim não temos ideia de onde isso vem.”
Normalmente, esta seria a parte em que damos alguns exemplos de onde o valor aparece – mas a resposta para isso, literalmente, é “em todos os lugares”. Foi descoberto pela primeira vez em 1916 , pelo físico Arnold Sommerfeld, mas já vinha aparecendo em equações décadas antes disso Ele se esconde em fórmulas que descrevem a luz e a matéria e governa tudo, desde o menor átomo de hidrogênio até a formação de estrelas.
“Em nosso mundo cotidiano, tudo é gravidade ou eletromagnetismo”, disse Holger Müller, físico da Universidade da Califórnia, Berkeley, à Quanta Magazine . “E é por isso que alfa é tão importante.”
É claro que a física não é estranha às constantes – há c, a velocidade da luz; G, a constante gravitacional; na física quântica há h e ħ para descrever a constante de Planck; se você é um verdadeiro aficionado, talvez até conheça k, a constante de Boltzmann. Mas α tem algo que nenhuma dessas outras constantes tem – ou, para ser mais preciso, não tem algo que elas fazem.
“Não existem dimensões ou sistemas de unidades dos quais o valor da [constante de estrutura fina] dependa”, escreveu Sutter. “As outras constantes da física não são assim.”
Veja a velocidade da luz, por exemplo. Procure em um mecanismo de busca e descobrirá que é igual a 299.792.458 metros por segundo. Ou são 670.615.200 milhas por hora? Nosso erro: na verdade são 1.802.600.000.000 estádios por quinzena. Dane-se – digamos apenas que é um ano-luz por ano.
O valor da constante não é realmente constante – depende das unidades que você usa. Mas a constante de estrutura fina não possui essa propriedade: é uma constante totalmente adimensional.
“Se você encontrasse um alienígena de um sistema estelar distante, teria muita dificuldade em comunicar o valor da velocidade da luz. Depois de definir como expressamos nossos números, você terá que definir coisas como metros e segundos”, explicou Sutter.
“Mas a constante de estrutura fina? Você poderia simplesmente cuspir e eles entenderiam.”
Mas talvez a coisa mais estranha sobre esta constante aparentemente mais pura é que ela pode, de fato, não ser constante. Alguns físicos sugeriram que o α de hoje é na verdade um pouco maior do que costumava ser – apenas uma parte em cerca de 100.000 ao longo de seis mil milhões de anos, mas isso é suficiente para ter algumas ramificações bastante enormes a longo prazo. Mude isso de 137 para 138, por exemplo, e você diminuirá o valor de α em 0,00005 – o suficiente, argumentam alguns cientistas , para evitar que as estrelas criem carbono, interrompendo assim a criação da vida como a conhecemos.
Como disse Feynman: “É um dos maiores mistérios da física: um número mágico que chega até nós sem a compreensão do homem.
“Você pode dizer que a ‘mão de Deus’ escreveu esse número e ‘não sabemos como Ele empurrou o lápis’”.
IFL Science