Profº. Drº. Elias Brum Th.D.,DD

E-mail: eliassbrum_@hotmail.com


Física quântica.

Abençoado aluno, o meu profundo desejo é levar edificação espiritual a sua vida, abrir os seus olhos para uma ciência séria. Espero que a árvore da vida (sua mente) possa realmente frutificar.
Congratulo-me com Brian Grene, (físico, autor de o universo Elegante e o tecido do cosmo) Steplen Hamking (autor do clássico o universo na casca de noz) e Amit Goswami ( autor de: O universo autoconsciente, da Ed. Rosa dos Tempos) seminarista, venha comigo, pois acredito que essa pesquisa mudará muito a sua visão.

“O que se mostra místico, esotérico e milagroso seja de fácil aceitação e comum de entendimento.”
1. Nadeau, Robert & Kafatos, Menas The No-Local Uniniverse - The News Physics and Matters of the Mind, Oxford University Press, NY, NY,1999, p. 79

Física Quântica (pesquisa literária).
“No começo dos tempos da civilização, o homem já tinha uma aguçada curiosidade sobre como funcionam as coisas. Os gregos surgiram inicialmente com a idéia de que se partíssemos um elemento qualquer um número muito grande de vezes, chegaríamos a uma partícula de tamanho mínimo e indivisível, a qual eles denominaram átomo, que em grego significa indivisível. O átomo foi considerado como partícula constituinte de todos os elementos existentes na Terra. Apenas no século XVI, é que realmente tiveram um desenvolvimento maior, as teorias que explicavam o movimento interplanetário com o Sol posicionado no centro deste sistema.
A física recebeu seu grande impulso então com o aparecimento de Galileu e Newton. Newton, que foi, senão o maior, um dos maiores físicos de todos os tempos, desenvolveu a mecânica clássica, que explicava o movimento dos corpos através da aplicação de forças neles. Ele desenvolveu também a chamada Teoria da gravitação, que explicava o motivo da atração entre massas. Newton também desenvolveu grandes idéias na área da óptica e principalmente desenvolveu a teoria do cálculo, que até hoje se mantém como a principal ferramenta matemática para o estudo da física.
No século seguinte, surgiu Maxwell, que com suas quatro equações, conseguiu explicar todos os fenômenos do eletromagnetismo.
Chegamos finalmente ao nosso século, quando apareceu Einstein, que baseado na teoria eletromagnética de Maxwell, desenvolveu a Teoria da Relatividade. A Teoria da Relatividade é a teoria mais importante da física e mostrou ser mais geral do que a mecânica clássica, podendo ser aplicada para qualquer caso. A Teoria da Relatividade funciona para corpos que se movem em velocidades próximas à velocidade da luz, que é de 300000km/s. A Mecânica Clássica mostrou ser um caso particular da Teoria da Relatividade para baixas velocidades.
No começo deste século, análises mais profundas do que ocorre na matéria, demonstraram que a mecânica clássica tem uma discrepância muito maior para dimensões da ordem do átomo do que para grandes velocidades. Nomes de grandes cientistas como Bohr, Schrödinger, Planck, Heisenberg, De Broglie, Compton e Pauli, tornaram-se sinônimos da nova Teoria desenvolvida: A mecânica quântica, que conseguia explicar os fenômenos que ocorriam no átomo. O nome está relacionado às dimensões envolvidas na teoria, as quais são muitíssimo pequenas. Temos então que para dimensões extremamente pequenas, os fenômenos podem ser explicados pela física quântica. Para velocidades baixas e elementos de nossa ordem de tamanho, funciona a física clássica, e para velocidades muito altas, temos que utilizar a Teoria da Relatividade.

Mecânica Quântica
. Ela é um ramo da Física que aborda as partículas que estruturam a matéria, como átomos, moléculas, prótons, nêutrons, elétrons, quarks, etc. Na Mecânica Quântica, cada sistema físico é associado a uma entidade matemática abstrata, o estado quântico. As grandezas físicas associadas ao sistema, como por exemplo, a energia, a posição, a velocidade, a rotação entre outras, são associadas à outra entidade abstrata, o operador auto-adjunto.
Enquanto na Física convencional a natureza é regulada por leis, ou seja, dois sistemas idênticos devem apresentar as mesmas transformações, na Física Quântica isso não acontece. Dois sistemas idênticos podem transformar-se de formas diferentes. A única coisa que eles têm em comum é a probabilidade para as mudanças ocorrerem.
Um exemplo muito comum de aplicação da Mecânica Quântica é a do spin de uma partícula, que é um tipo de rotação. Se a partícula “gira” em determinada direção e medimos sua rotação nesta mesma direção, chega-se sempre ao mesmo resultado. Mas se medimos a rotação em outra direção, fica impossível saber qual o resultado. Ela poderá assumir vários valores de spin, com diferentes probabilidades. Simplesmente o novo valor é imprevisível. Usualmente estuda-se o movimento de partículas muito pequenas, ou seja, em nível subatômico. Entretanto, há efeitos que ocorrem em nível macroscópico.
A Não-Localidade.
Uma descorberta surpreendente na fisica quântica é a propriedade que chamamos de não-localidade .Quando duas partículas interagem, essa propriedade é descrita pelo fenômeno no qual elas continuam a influenciar e a transferir informação mútua e instantaneamente não importando quão distantes estejam uma da outra! Não importa se as partículas ou os eventos físicos estão separados por bilhões de milhas, ou bilhões de anos-luz ou cada um(a) em uma extremidade do Universo. Continua a existir uma comunicação instantânea ou transferência de influência, ou informação entre os sistemas! Tudo acontece em algum nível subquântico, invisível, de realidade. Como Nadeau e Kafatos observam:
O experimento de Gisin “obrigou os físicos a concluir que a não localidade ou não-separação é uma dinâmica global da vida no Cosmo1
Conceitos chaves da teoria quântica:
NÃO-LOCALIDADE
TOTALIDADE ININTERRUPTA
ORGANIZAÇÃO COORDENADA
INDEPENDÊNCIA DE ESPAÇO TEMPO
NÃO-SEPARAÇÃO ENTRE OBSERVADOR E EXPERIMENTO
EXISTÊNCIA DE CAMPO QUÂNTICO SUBJACENTE A TODAS AS FORÇAS NA MATÉRIA
UMA CONSCIÊNCIA QUE PERMEIA TODAS AS COISAS VIVAS E NÃO VIVAS.”Fica absolutamente claro que nesse texto, o profº Carlos Botelho, apresentou mesmo sem ter o devido propósito, os primeiros frutos onde física quântica e conceitos já apresentados na Bíblia não estão em desacordo.


Abençoados alunos, não poderia deixar de compartilhar, o maravilhoso debate do Instituto de física, da Universidade de são Paulo. Coordenado pelo Drº Elcio Abdalla, apoiados por: Bertha Cuadros Melgar e Adenauer Casali.
“ Mais uma vez, os conceitos Bíblicos como a existência de outra dimensões, a concepção de uma existência pré universo que conhecemos, enfim, precisamos estudar.”

”Teoria das cordas.
A teoria de cordas se iniciou ao se tentar explicar as leis da teoria de interações nucleares fortes. Era muito difícil tentar uma explicação através dos métodos de teoria quântica de campos que não permitia uma aproximação satisfatória. Tentou-se então chegar a resultados através de hipóteses gerais que satisfizessem às exigências de teoria de campos, ou seja, causalidade e propriedades gerais da teoria de espalhamento. Chegou-se por um processo quase adivinhatório a uma expressão que satisfazia àquelas exigências, trazendo ao mesmo tempo uma descrição das partículas interagindo fortemente. Era a chamada fórmula de Veneziano. O grande passo posterior se configurou ao se mostrar que a fórmula de Veneziano podia ser obtida de modo simples em uma teoria descrevendo objetos extensos, a teoria das cordas.
Acredita-se que a corda fundamental, de onde todas as partículas aparecem como modos vibrantes, seja pequena, de fato, da ordem de 10-33 cm, para justificar a inobservância direta de sua existência. O número 10-33 cm significa a fração 1/1000000000000000000000000000000000 do centímetro. O raio do proton tem 10-13 cm, portanto 20 ordens de grandeza maior!
Toda a complexidade da teoria de cordas pode ser derivada em um conceito muito simples: as entidades fundamentais da natureza, partículas constituintes da matéria e das interações, não são objetos pontuais, mas fazem parte de pequenas cordas vibrando no espaço-tempo. Diferentes partículas aparecem como diferentes formas de vibração, mas todas estão incluídas na mesma descrição. Devemos garantir que a corda fundamental, de onde todas as partículas aparecem como modos de vibração, seja pequena o suficiente para justificar a inobservância direta de sua existência. De fato, o comprimento da corda é conhecido também como comprimento de Planck, da ordem de 10-33 cm, conforme dito acima. Assim, só podemos perceber sua existência com experimentos que testem distâncias muito pequenas, ou, equivalentemente, que usem energias muito grandes; tão grandes que a tentativa de detectar esses efeitos diretamente seria inviável com a tecnologia atual. Entretanto, as diferenças fundamentais entre uma corda e um ponto são as responsáveis pelas previsões revolucionárias da teoria.
Uma corda é bem diferente de um ponto: enquanto este, ao mover-se no espaço, descreve uma linha, a corda por sua vez descreve uma superfície. Assim, o princípio de mínima ação da mecânica clássica é traduzido para o formalismo bidimensional, implicando que, de todas as trajetórias possíveis no espaço-tempo, a corda realiza aquela que possui a menor área. Além disso, enquanto os pontos são únicos, cordas podem ser concebidas com as extremidades unidas (cordas fechadas), ou abertas. As cordas fechadas, por não possuirem pontos extremos, estão mais livres que as cordas abertas que precisam ser bem comportadas nas extremidades.
Se o mundo fosse clássico, não poderia surgir nenhuma revolução desta hipótese simples. Mas em um mundo quântico como este em que vivemos, é necessário que as cordas vibrem de maneira quantizada, em quantidades discretas. Cada quantum de vibração aparece como uma partícula distinta, com massa e spin distintos. Podemos compreender então que, como há infinitas formas das cordas vibrando, existiriam infinitas partículas elementares. Evidentemente, neste caso, elementar deixaria de ser o adjetivo correto. Mas se a corda for suficientemente pequena, como de fato supomos que seja, apenas as partículas sem massa2 seriam observáveis nas energias que podemos atingir, pois os outros modos seriam excessivamente massivos para serem observados pelas técnicas atuais. Assim, o número de modos elementares efetivos é finito, e tais modos devem representar as partículas que conhecemos.
A primeira grande surpresa da quantização dessas pequenas cordas provém justamente da parte não massiva deste espectro. No contexto das corda abertas, encontramos uma partícula sem massa que possui o número de componentes de um fóton — a partícula mediadora da interação eletromagnética. Por outro lado, dentre os modos de vibração de uma corda fechada, identificamos uma partícula sem massa com o número correto de componentes correspondente ao gráviton — a partícula mediadora da interação gravitacional. Assim, a gravidade e as demais interações físicas estariam naturalmente unificadas no mesmo formalismo! Como toda teoria de cordas necessariamente inclui cordas fechadas, porque uma corda aberta interagindo sempre pode unir seus pontos extremos, a gravidade não só está descrita no mesmo formalismo que os campos das demais forças como também é uma exigência da teoria. Obtemos uma descrição única de gravitação e das chamadas forças de calibre, que incluem as demais tres interações, com a propriedade que caracteriza o campo gravitacional decorrendo naturalmente da teoria: todo campo interage gravitacionalmente.
As dimensões.
Para que a teoria de cordas funcione explicando a existência de todas estas partículas e forças, é preciso aceitar mais dimensões do que aquelas que conhecemos, já que este cenário é muito restritivo. Pensa-se que várias dimensões sejam necessárias para as cordas vibrarem de modo a explicar todas as caraterísticas das partículas fundamentais. Quatro dimensões são familiares para nós: comprimento, largura, altura e tempo, mas existiriam outras dimensões que são tão pequenas que não podemos vê-las. Uma visão simples seria dizer que cada ponto no universo tradicional e aparentemente quadridimensional é na realidade um volume pequeno e multidimensional. Esta idéia foi recuperada das antigas idéias propostas por Oscar Klein na década dos 20, baseada nos trabalhos prévios de Theodor Kaluza, quando ele tentava unificar gravidade e eletromagnetismo.
Assim, desde o final da década de 20, com os trabalhos de Kaluza e Klein, sabemos que dificilmente haverá possibilidade de se unificar todas as interações em apenas 4 dimensões (uma de tempo e três de espaço). Não é, portanto, nenhuma surpresa, que a teoria de cordas, candidata à unificação, exija uma alta dimensionalidade do espaço-tempo. De fato, quantizar a teoria só é possível de forma consistente em 10 dimensões do espaço-tempo e com simetrias adicionais. Novamente arte e ficção científica se fazem ciência.
Dimensões além das visíveis sempre assombraram o mundo da ficção científica e foram usadas para várias viagens místicas e até encontros com o criador. A mística da alta dimensionalidade inspirou também artistas como Picasso e Salvador Dali.
Mas o que significaria um mundo com dimensões extras? Seria, na verdade, mais uma lição de humildade para a ciência: o universo não só é infinitamente rico nas três dimensões espaciais que observamos como também é dotado de outras dimensões das quais nem tomamos conhecimento. Somos como carrapatos do universo, vivemos restritos a uma superfície que está imersa em um mundo com mais dimensões. Como seria a ciência de carrapatos? Provavelmente os carrapatos-cientistas teriam que apelar para efeitos fantásticos para explicar a chuva: erupções de fluidos viscosos que surgem do nada sobre a superfície em que vivem. Mas seres que ocupam a terceira dimensão, como nós, sabemos porque os carrapatos parecem tão confusos.
O mesmo ocorre para as leis físicas em um universo multidimensional. Nossa visão restrita a quatro dimensões espaço-temporais torna confusos e desunidos os fenômenos que provavelmente seriam descritos de forma simples e única se pudéssemos vislumbrá-los de fora, das dimensões em que eles de fato vivem. É claro que, de alguma forma, a existência dessas dimensões poderia ser percebida. Em particular, para a teoria de cordas, a gravidade seria obtida pela troca de cordas fechadas que moram nas dez dimensões. Se a gravidade pode, portanto, se propagar nessas dimensões extras, a lei de Newton deveria ser alterada e não observaríamos uma força gravitacional inversamente proporcional ao quadrado da distância. Como esse efeito não é observado, essas dimensões, se de fato existem, devem ser muito pequenas, tão pequenas que, efetivamente, nosso universo parece quadridimensional. Dizemos que as dimensões extras estão compactificadas.
Quando se compactifica a teoria de cordas, os pontos extremos das cordas abertas ficam confinados às dimensões não compactas, ou seja, ao nosso universo observável; enquanto isto, as cordas fechadas continuam livres para viajarem em todas as dimensões extras. A superfície em que as cordas abertas estão confinadas são membranas imersas no universo em dez dimensões. Toda a matéria e as interações, excluindo a força gravitacional, são, dessa forma, confinadas nessa membrana e formam o nosso universo visível. Somos, portanto, moradores de uma fatia de algo muito maior. As partículas elementares, os fótons de luz e seus similares, estão confinados nesta membrana. Somente a gravidade pode viajar por todo o espaço. Somente ela pode nos trazer indícios da existência de tais dimensões extras. Note-se que há apenas 6 anos, a idéia de dimensões extras habitava a região nebulosa entre a Física e a ficção científica. Porém muito físicos já tinham começado a ver a nova teoria de cordas como o grande próximo passo da física teórica. A teoria de cordas é uma teoria que tenta responder a tudo aquilo que observamos no universo, tanto em larga escala como na escala subatômica. Para isto, a teoria deve dar conta de um único comportamento para todas as partículas elementares e as quatro forças fundamentais, deve unificar as teorias da Relatividade Geral e da mecânica quântica e explicar o nascimento do universo e tudo quanto vemos dentro dele. Pela primeira vez a resposta pode estar mais perto do que imaginamos.

O estilo teorias de cordas.
As teorias de cordas só podem conter simetrias da natureza, as chamadas simetrias de calibre, em certas dimensões específicas. A teoria de cordas mais simples, contendo apenas elementos classicamente conhecidos, chamados bósons, que descrevem o espaço-tempo, só pode ser definida em 26 dimensões. Pior que isto, ela contém táquions, estranhas partículas que viajam a velocidas maiores que a da luz, e foram abandonadas por estas e outras razões.
Ao mesmo tempo, a chamada supersimetria, uma simetria maiúscula que liga bósons e férmions, foi usada para redefinir a teoria de cordas. Acontece que neste caso a dimensão correta da teoria de cordas é dez. Parece melhor. Mas melhor ainda é o fato de que não há táquions nestas teorias.
Pois bem, continuemos. As teorias de cordas permitem que definamos certas quantidades associadas à simetria que gostaríamos de prover na própria teoria. Em princípio tal simetria é arbitrária. No entanto, deveríamos, em uma teoria com boa possibilidade de previsão, ter um número pequeno de possibilidades para não cairmos em um tipo de teoria com tanta liberdade que a previsão acabe por ser praticamente eclipsada.
Foi com surpresa que o mundo viu a chamada primeira revolução das cordas quando Michael Green e John Schwarz verificaram que a mecânica quântica coloca vínculos sérios na teoria de cordas e que, se impusermos que as teorias não sejam anômalas, a simetria que a corda deve ter poderá ser no máximo de dois tipos. Combinando com certas liberdades de definição das cordas, chega-se à conclusão de que há apenas e tão somente cinco teorias de cordas possíveis: desta maneira, a mecânica quântica passa a ter um papel fundamental na formulação da teoria universal que inclui a gravitação, levando-nos a uma formulação compacta das interações elementares.

A teoria M.
A teoria M de cordas possui uma formulação muito simples no que diz respeito às interações. Elas se mesclam e se dividem. Há um número pequeno de teorias de cordas, já que sua formulação simples termina por ser quase única. A simetria subjacente à teoria tem um número pequeníssimo de possibilidades que levem a uma teoria de campos simples, e não ao que se costumou chamar de teorias anômalas. Hoje, após o que se conhece como a primeira revolução da teoria de cordas, sabemos que existem cinco tipos de teorias de cordas livres de anomalias.
Mesmo havendo um número restrito de possibilidades, esta aparente não unidade conflita com uma interpretação unificadora da natureza. Como uma teoria que se propõe a explicar todas as forças de forma única pode se dividir em diferentes ramos auto-consistentes? Na década de 90, a busca pela resposta a esta questão ocasionou uma segunda revolução: existem dualidades que relacionam cada ramo da teoria de cordas entre si.
As dualidades são equivalências entre formalismos aparentemente distintos. Como um exemplo, para a teoria de cordas não há efetivamente nenhuma diferença se as dimensões compactas possuem um determinado raio R ou se possuem um raio 1/R. Esse tipo de dualidade, conhecida como dualidade-T, relaciona teorias compactificadas em um raio grande com compactificações em um raio muito pequeno. Acrescidas das demais dualidades (existem ainda as relações de dualidade-U e dualidade-S), tais identificações revelam vínculos entre os diversos tipos de teorias de cordas sugerindo que todas elas possam ser derivadas de uma teoria fundamental em 11 dimensões (novamente uma unificação maior exige uma dimensionalidade ainda maior). Lembramos então de uma antiga citação de um grande Sufi de nome Rumi, que em um contexto completamente diferente disse: Even though you tie a hundred knots - the string remains one.
Essa teoria fundamental é conhecida como Teoria-M: M de matriz ou de mãe. Como muito pouco se conhece a respeito desse formalismo, o mais provável é que a teoria denomine-se dessa forma com M de mistério.
Mesmo que o quadro pareça promissor por estarmos possivelmente no rumo correto, a teoria de cordas possui graves problemas. Por um lado há problemas graves em um nível teórico. Só conseguimos trabalhar com o modelo no que se chama de tratamento perturbativo: é como se conhecêssemos apenas os remanescentes de uma grande explosão nuclear e precisássemos descrever o mundo antes dela. O conhecimento dessa teoria misteriosa que unifica as cordas está longe de ser atingido.
Além disso, a aparente unidade da teoria é quebrada ao compactificarmos as dimensões extras. Diferentes maneiras de compactificar implicam em diferentes resultados e devemos entender qual é a forma correta de compactificação para que a teoria preveja resultados testáveis em laboratório. A questão experimental também é grave, já que o teste experimental da teoria de cordas ainda não foi feito: suas previsões são de caráter muito difícil de serem detectadas por experiências factíveis com a tecnologia atual.
É certo porém que há um problema com o cenário em dez dimensões. A teoria de cordas veio em cinco diferentes formas, até que o físico matemático Edward Witten repensou a teoria de cordas em 1995. Ele sugeriu que as cinco formas matemáticas diferentes da teoria eram simplesmente maneiras distintas de se olhar para o mesmo problema através da teoria M, com uma nova dimensão. Mas logo foi notado que temos então uma outra implicação: pode existir mais de um universo!

Cosmologia de Branas.
Mesmo que estejamos engatinhando na compreensão dos mistérios por trás da teoria de supercordas, suas implicações na cosmologia podem estar associadas a uma nova revolução.
Inspirados na teoria de cordas, os novos modelos cosmológicos para o nosso universo são construídos justamente para a exploração dos efeitos físicos das dimensões extras que a teoria prevê. O quadro dessa nova forma de entender a estrutura e evolução do universo, conhecida também como cosmologia de branas, caracteriza-se por estarmos vivendo em uma fatia (uma membrana) de um espaço-tempo com dimensões extras. Somente a gravidade, sendo mediada por cordas fechadas que não possuem pontos extremos fixos nessa brana, pode viajar através dessas dimensões extras. Portanto, apenas utilizando sinais gravitacionais podemos perceber a existência de tais dimensões.
Nesse modelo, é possível até que as dimensões não sejam tão pequenas quanto se esperava. Basta que a gravidade esteja de alguma forma confinada a um espaço suficientemente restrito em torno da brana para que não haja violações da conhecida lei de Newton até as escalas de distâncias em que ela é bem testada (cerca de 1mm). De fato, recentemente, mostrou-se que, se as dimensões forem suficientemente curvadas para confinar a gravidade perto da membrana, elas podem não ser compactas: podem ser infinitas!
Entretanto, mesmo que tais dimensões sejam infinitas, como a gravidade penetra muito pouco nas direções extras, não podemos hoje utilizar sinais gravitacionais para percebermos essa existência. É como se morássemos na superfície de uma mesa muito fina: como estamos acostumados com a grande extensão da mesa, não percebemos sua pequena espessura e efetivamente a mesa aparenta possuir apenas duas dimensões.
Mas a superfície de nossa mesa está evoluindo no tempo. O universo está de fato expandindo. Assim, se olharmos para trás, haverá um tempo em que tal superfície é tão pequena que a mesa assemelha-se mais a um cubo: a espessura e largura agora são da mesma ordem de grandeza. Sinais gravitacionais dessa época poderiam carregar a informação de que essas dimensões extras realmente existem!
Testando a gravidade na brana.
Assim, podemos perguntar se existem outras branas, ou ainda, se talvez exista uma brana do lado daquela que chamamos de nosso universo, uma brana paralela que pode ser chamada de universo paralelo. Porém, tais questões tão complexas fizeram os cientistas pensarem em caminhos para testar a realidade destas predições.
A gravidade é uma das quatro forças fundamentais, mas se distingue das outras três (fraca, forte e eletromagnética) no fato de ser muito mais fraca. Se o nosso universo é de fato uma brana, acredita-se que cada brana deve ter suas próprias leis físicas ditadas pelas cordas que estão ancoradas nela. Mas o que aconteceria se algumas destas cordas forem livres de se movimentar para fora da brana? As cordas responsáveis por controlar o comportamento do gráviton (a partícula que transmite a gravidade) podem ser imaginadas como laços fechados, que por sua forma não estão atados a nenhum universo em particular. São livres para permear outras branas. Assim, a gravidade pode bem ser tão forte quanto as outras forças fundamentais mas, devido à sua habilidade de permear os universos paralelos, ela fica diluída e sua intensidade aparente em nosso universo é muito mais reduzida. Se a teoria estiver correta, então a gravidade poderia ser a única forma que temos para nos comunicarmos com outros universos paralelos, já que é uma força comum a todos os universos e dimensões.
As dimensões extras também podem ser medidas em termos da energia necessária para sondá-las. Uma partícula acelerada a um trilhão de elétron volts (1 TeV) tem, de acordo com a mecânica quântica, um aspecto de onda com um comprimento de aproximadamente 2×10-19 m. Portanto, ela pode explorar facetas do mundo subatômico nesta escala. Dobrar a energia significa ver caraterísticas de um mundo da metade do tamanho anterior, e assim sucessivamente. Em um acelerador é possível fazer colidir partículas de altas energias e esperar ocasionalmente a produção de um gráviton de uma grande energia que possa escapar às dimensões extras e explora-las, desaparecendo do nosso mundo. Este é o tipo de experimento mais simples que pode ser feito, e se puderem ser eliminadas outras causas para essa perda de energia, então seremos capazes de dizer que achamos uma evidência para a existência das dimensões extras do espaço.
Em um estudo com antenas, Penzias e Wilson, em 1965, observaram a existência de uma radiação de fundo em todo o céu que obedece à distribuição de Planck, com um parâmetro de temperatura T tendo um valor de aproximadamente 3 K. Esta descoberta foi fundamental para que se pudesse confirmar experimentalmente a teoria do big bang. A radiação aqui descrita é chamada de radiação cósmica de fundo e é o resquício dessa grande explosão ocorrida há bilhões de anos.
As evidências que buscamos da alta dimensionalidade podem justamente estar escondidas nas inomogeneidades desses sinais. As observações do satélite COBE, que nos dá a estrutura da radiação cósmica de fundo, 300.000 anos após a explosão inicial, podem portanto revelar os indícios que comprovariam a existência de dimensões extras, já que tal radiação carrega informação de uma era remota, quando os efeitos gravitacionais da alta dimensionalidade eram macroscópicos.
A detecção de eventos relacionados com a existência de um número maior de dimensões sem dúvida seria uma das maiores descobertas da humanidade. Não só colocaria a teoria de cordas e suas implicações em um patamar mais concreto como teoria física, como seria forte indício de que a natureza talvez conheça e faça uso de nossos próprios ideais de beleza!
Se há uma essência por trás de tanta simetria, não sabemos. Provavelmente saberemos apenas que sentido tal beleza pode conferir às nossas próprias vidas. Afinal, como certa vez Henri Poincaré afirmou, o cientista não estuda a natureza porque ela é útil; estuda-a porque se delicia com ela, e se delicia com ela porque ela é bela. Se a natureza não fosse bela, não valeria a pena conhecê-la e, se não valesse a pena conhecer a natureza, não valeria a pena viver

Outros modelos de idéias
Um dos modelos pioneiros do mundo brana é aquele pensado por Nima Arkani-Hamed, Savas Dimopoulos e Gia Dvali. Eles se concentraram em procurar uma forma que a gravidade se tornasse comparável em intensidade às outras forças à energia de 1 TeV. Conseguiram este objetivo supondo dimensões extras do tamanho de 1 mm. Existe um fato no registro científico que faz esta suposição factível. Enquanto que as outras forças da natureza têm sido verificadas até a ordem de 10-19 m, a gravidade só tem sido verificada até a ordem milimétrica.
Como foi dito anteriormente, a teoria de cordas dita que qualquer dimensão extra fora da brana afeta somente a gravidade. Em outras palavras, somente a força mediada pelos grávitons pode viajar no espaço-tempo além da brana deixando o resto das forças confinadas à brana. Qualquer dimensão extra afetando a gravidade deve então alterar a lei do inverso do quadrado de Newton, que diz que todos os objetos são atraídos um pelo outro com uma força que é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. O grupo de Arkani-Hamed, Dimopoulos e Dvali estimou que uma só dimensão extra modificaria a lei de Newton na escala de 100 milhões de quilómetros, aproximadamente a distância entre a Terra e o Sol. Mas sabemos que esta opção não é possível já que a órbita da Terra obedece à lei do inverso do quadrado. Se existissem duas dimensões extras, porém, elas modificariam a lei de Newton na escala de 0,1 a 1 mm, comprida o suficiente para ser detectada, mas pequena demais para ser testada hoje pela lei do inverso do quadrado. Com mais dimensões extras, a escala vai se encolhendo abaixo da escala milimétrica.
Outro modelo importante descrevendo uma dimensão extra foi proposto por Lisa Randall e Raman Sundrum. Eles consideraram uma só dimensão extra e que pode ser ainda infinita. O argumento é que a tal dimensão seja curva o suficiente para confinar a gravidade por perto da brana. Mas sendo assim, hoje não seria possível utilizar sinais gravitacionais para percebermos a dimensão extra. No entanto podemos usar o fato do universo estar se expandindo. Assim, se olharmos para trás, haverá um tempo em que todas as dimensões tinham um comprimento comparável e os sinais gravitacionais daquela época poderiam carregar a informação de que essas dimensões extras, seja uma única ou sejam várias, realmente existem

Atalhos gravitacionais.
Como sabemos, a luz é de radiação eletromagnética e, em um modelo de branas, as cargas e os campos devem se propagar somente na brana. Assim, não existiria forma de sondar as dimensões extras usando a luz, mesmo que essas dimensões fossem infinitas. Como foi dito anteriormente, o único caminho seria olhar para qualquer comportamento suspeito da gravidade.
Na cosmologia usual, devido à expansão do universo e ao fato de a velocidade da luz ser finita, escalas que hoje estão em contato causal não estiveram assim no passado. O alto grau de homogeneidade do universo visível em larga escala é conhecido como problema do horizonte. Já que a fração do universo hoje observável foi maior que o alcance dos fótons em um tempo anterior, como explicar que o universo hoje seja homogêneo mesmo sem nunca ter estado em contato causal? Na cosmologia padrão introduz-se uma fase de expansão acelerada conhecida como inflação para contornar esta dificuldade. Na cosmologia do mundo-brana, sinais gravitacionais encontrariam atalhos através das dimensões extras suficientemente efetivos para que seu alcance fosse maior que a fração do universo observável, levando desta forma informação entre pedaços não conectados por sinais de luz

O big bang.
A teoria de cordas, que hoje se tornou teoria M, está dando lugar a uma revolução na forma como concebemos o Cosmos. Mas o que ela tem a dizer sobre como tudo começou? A teoria do big bang é até hoje a mais aceita para descrever o começo do universo.
Atualmente, alguns cientistas acreditam na idéia de que o big bang seja uma manifestação da colisão de branas. Desta maneira, o big bang está longe de ser único. Os big bangs são somente um produto dos ciclos sem fim dentro do cosmos. Eles aconteceram antes, e acontecerão de novo.
Há poucos anos Paul Steinhardt e Neil Turok propuseram uma teoria descrevendo esta colisão de branas sob o nome de universo cíclico. Neste cenário, o espaço e o tempo existiram sempre. O big bang não é o começo do tempo, é somente uma ponte a uma era anterior de contração. O universo sofre uma seqüência interminável de ciclos nos quais ele se contrai em um big crunch e reemerge em um big bang de expansão, com trilhões de anos de evolução.
O modelo cíclico recupera todas as predições de sucesso das teorias do big bang e inflação, e ainda tem suficiente poder preditivo para direcionar muitas questões que estes modelos não souberam responder: o que aconteceu na singularidade inicial? Qual o destino do universo? O tempo existiu antes do big bang ou depois do big crunch?
Neste modelo cada ciclo prossegue através de um período de domínio da radiação e outro da matéria, consistente com a cosmologia padrão. Para os próximos trilhões de anos ou mais, o universo sofre um período de lenta aceleração cósmica e provoca os eventos que conduzem à contração e ao big crunch. A transicão do big crunch ao big bang automaticamente preenche o universo criando nova matéria e radiação. A gravidade e a transição do big crunch ao big bang mantém os ciclos eternamente. Esta transição é devida ao colapso, oscilação e re-expansão de uma das dimensões extras. Por exemplo, numa variante da teoria M, o universo consiste de duas branas que limitam a dimensão extra, e a singularidade corresponde a uma colisão e o pulo sucessivo das duas branas. Este cenário foi precedido pelo modelo ekpirótico, proposto pelos mesmo autores junto a J. Khoury e B. Ovrut, que falava da possibilidade de criar o universo do colapso único da dimensão extra. O modelo cíclico é construido sobre estas idéias para produzir uma nova visão com um grande poder preditivo e explicativo.
Dispersando o mito de que o big bang é o começo do espaço e do tempo, a teoria de cordas abre novas possibilidades para a historia cosmológica do universo.
É claro que, para que a teoria de cordas seja um sucesso matemática e experimentalmente, é necessário haver uma mudança radical da forma como vemos o universo. Porém, é importante ter em mente que a teoria de cordas com todas suas conseqüências bizarras, está baseada mais no pensamento que no experimento.
No entanto, ela não é diferente das idéias revolucionárias de Einstein há quase um século, e suas idéias foram logo demonstradas como fato científico. Naquele tempo, a relatividade especial e a geral foram formas científicas de pensar bastante novas e excitantes que nos empurraram dentro de novos mundos do entendimento. A teoria de cordas bem poderia fazer o mesmo em um futuro não muito longínquo.
O certo, no entanto, é que a busca por uma teoria que inclua os dois grandes pilares da física moderna, a relatividade geral e a mecânica quântica, não pode parar, e apenas uma formulação conjunta destas vertentes teóricas poderá dar à Física o caráter de uma ciência presente em todos os aspectos físicos do Universo. “

Abençoado aluno, o meu desejo é que você adquira as três obras que indiquei no início do texto, principalmente o livro do físico: Amit Goswami (O universo autoconsciente- Ed: Rosa dos Tempos) pois uma ponte entre ciência e espiritualidade é feita pela primeira vez na história da física.
Temas, como física quântica, ciberespiritualidade, bioética estão sendo amplamente debatidos, no nosso mini curso de Ciências da Religião, ministrados todas as quintas -feiras. Examine nossa ementa (abaixo) e desenvolva uma pesquisa avançada com base nas referências.

”Participe da comunidade: Amigos e alunos do Elias Brum.(Orkut).
Assista vídeos de física quântica no Orkut: Elias S Brum.
Eliasbrum_@hotmail.com.”

STBDC- Seminário Teológico Batista de Duque de Caxias.
Campus I Unigranrio.
Curso: teologia- disciplina: Ciência da religião( mini curso).
Profº Drº Elias dos Santos Brum Th.D.,DD.

I - Ementa.

“Destaque especial para os temas: bioética, nanotecnologia, física quântica, bioengenharia, ciberespiritualidade, sociologia e antropologia.”

1-Religião e Coesão Social em Durkheim
Durkheim é inescapável para qualquer estudioso do fenômeno religioso. No campo da sociologia foi um dos primeiros a perceber a religião como uma variável fundamental na constituição das dinâmicas e das forças que mantêm as sociedades em relativo estado de coesão. Sua teoria sobre o lugar que a religião ocupa no ordenamento social fez escola e, apesar de todas as críticas, nunca deixou de exercer forte atração sobre os cientistas sociais. Embora criticável em muitos aspectos, Durkheim é um dos pensadores que mais contribuiu para a compreensão da religião enquanto fenômeno social. Obs: palavras do Prof. Dr. Edin Sued Abumanssur- PUC-SP.

2-Psicologia da Religião: uma abordagem junguiana - Rituais de morte e iniciação
Este curso visa o estudo do fenômeno religioso do ponto de vista psicológico, abrangendo o desenvolvimento e as transformações da consciência coletiva e individual observado rituais de iniciação e morte, mitos e expressões religiosas de diferentes culturas. Será especialmente enfatizado o processo de individuação no Antigo e Novo Testamento, em textos Budistas e no Livro “O Segredo da Flor de Ouro”
Obs: palavras da Profª. Dra. Denise Gimenez Ramos – PUC-SP.

3-Ensino Religioso - Filosofia do Ensino Religioso
O Ensino Religioso (ER) visa a educação integral do cidadão. Graduados e pós-graduados em Ciência da Religião estão, em tese, qualificados a lecionar ER. No entanto, a formação docente para o ER requer ainda adequada fundamentação epistemológica, a ser construída a partir das interações entre ciência da religião, pedagogia e filosofia. Duas categorias serão consideradas mais detidamente: do ponto de vista do conteúdo, a categoria experiência/espiritualidade; do ponto de vista formal, a noção de “transposição didática” (entendida como passagem do “saber a ensinar” para os “objetos de ensino”). Obs: palavras do Prof. Dr. Afonso Maria Ligorio Soares PUC-SP.

4- Ética, Religião e Secularismo. ( 6 encontros, 10hs/aula, 2hs vídeo/estimado).
O objetivo do curso(tema) é estabelecer um diálogo entre as principais escolas éticas da filosofia e a filosofia da religião. Partindo dos conceitos de secularismo, modernidade e pós-modernidade, trataremos de alguns impasses morais contemporâneos que tocam o campo religioso: o da ciência relativismo moral, o niilismo, o materialismo, o hedonismo, as utopias políticas, a sexualidade e os avanços contemporânea. Estudaremos as seguintes escolas filosóficas: aristotélica (virtudes), estóica, epicurista, racionalismo moderno, utilitarismo, bioética, e a moral do hábito de afetos e de comportamento. Pretende-se compreender de que modo a experiência moral (racional, prática, afetiva e religiosa) se constitui, e para tal, colocaremos em debate a filosofia, a filosofia da religião e a psicologia moral. Obs: palavras do Prof. Dr. Luiz Felipe Ponde (PUC_SP), completamente seguida e aplicada por mim (E.S.Brum).

5-Grandes Temas das Ciências da Religião.
Mitos de ontem e de hoje. Suas possibilidades e limites no campo religioso. As linguagens religiosas mitológicas que focalizam o nascer e o morrer do cosmo e do ser humano.
Obs: reflexões do Dr. José J. Queiroz PUC-SP.

6- Redenção, Salvação e Reconciliação na Modernidade - O humano alienado e reconciliado: Secularidade e salvação.
questões conceituais: origem e história do conceito de salvação e correlatos; noção de “modernidade”; salvação em relação ao quê? Pecado e alienação; secularização e democratização do salvífico —o projeto da modernidade, continuidades e descontinuidades; Alguns exemplos: ciência e tecnologia; gnosticismo/esoterismo; messianismos e utopias; Teologias políticas; humanismos diversos; psicanálise e correlatos; Marx e os marxismos; a libertação na AL; movimento ecológico e holismos; corpo e prazer; descorporalização e o transhumanismo; Singularidade Tecnológica: bioengenharia, nanotecnologia, IA; “competências espirituais” no capitalismo”; ciberespiritualidade; Conclusão: as duas árvores no Éden. Obs: palavras do profº
Prof. Dr. Eduardo Rodrigues da Cruz PUC_SP.

7- Religiosidades e Novas Espiritualidades
As novas formas de vivência religiosa trazem desafios interpretativos e colocam em xeque o próprio conceito de religião. O curso( tema) procurará discutir a problemática que envolve as novas religiões e analisar as mudanças por que passa o fenômeno religioso na sociedade atual. São algumas de nossas preocupações: conceitos de religião e espiritualidades; origens e legitimidade das novas religiões; pluralismo cultural religioso; secularização; mudanças no campo religioso; declínio da autoridade das instituições religiosas tradicionais; esoterismos e misticismos contemporâneos; astrologia e magia. Obs: palavras do Prof. Dr. Silas Guerriero PUC-SP.

8- Matrizes Culturais e Religiosas Africanas
O curso( tema) propõe promover abordagens que dêem conta, em especial das ressignificações das matrizes culturais e religiosas africanas na Diáspora. Ressignificações que não só têm produzido respostas imprevisíveis como têm recriado o passado e os mitos com ingredientes do presente.
Obs: Palavras do Prof. Dr. Ênio José da Costa Brito. PUC- SP.

9- Física quântica de Steplen Hamking.
O tema apresenta a possibilidade da queda do conceito: ciência e religião
Elementos irreconciliáveis. A física quântica concorda com a existência de outras dimensões.

10- Nanotecnologia
Nano é um prefixo que quer dizer um bilionésimo de alguma grandeza. Se estamos falando do padrão de medida metro, tratamos, então, do nanômetro. Um objeto com um nanômetro tem um bilionésimo de um metro (numericamente 0,0000000001 metro), isto é, algo muito pequeno, aproximando-se das dimensões dos átomos que formam toda a matéria que conhecemos. Para termos uma idéia, um simples fio de cabelo tem o diâmetro de aproximadamente 30.000 nanômetros. Já um átomo possui em média 0,2 nanômetro. Ex: aplicação, nano maquinas: Você pode, por exemplo, colocar insulina dentro de uma nanocápsula dessas e injetar isso no paciente, tendo-se que a membrana desse lipossoma é construída de tal forma que é sensível ao nível de açúcar no sangue. Essa estrutura é capaz de circular pelo organismo sem ser eliminada ou reconhecida pelo sistema imunológico. Ou seja, ela pode ter um tempo de circulação no organismo muito longo. Quando o nível de açúcar do paciente subir, esta nanocápsula pode abrir e liberar a insulina", afirma o professor da UnB.
A nanotecnologia poderá oferecer um novo mundo para humanidade: alimentos para todos, a redução radical da poluição do planeta, uma nova economia mundial etc.
estaria o homem pensando em construir seu paraíso particular? http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_responsavel/introducao_nanotecnologia.htm

11- O neo-messianismo.
O movimento crescendo em graça do “cristo” Jose Luis, o movimento de satya say Baba, um cristo, revelado no vedas (livro sagrado hindu).

12-A Bioética e a teologia.
Como a teologia poderá responder as questões como: terapias com células tronco, controle genético e seletivo empresarial, o sonho de alguns de ver a clonagem humana e seu impacto na teologia atual, a eutanásia, o aborto etc.

13- A historiografia cética.
Historiografia significa uma pesquisa em temas já sistematizados, escritos em fontes secundárias. O que se objetiva, é apresentar os maiores expoentes da literatura cética, oferecendo ferramentas ao seminarista para refutá-las nos casos específicos. Entendo como sucesso, o conhecimento literário cético e a manutenção de uma fé viva no Senhor e salvador Jesus Cristo ressuscitado

14- Antropologia
Antropologia cuja origem etimológica deriva do grego ?????p?? anthropos, (homem / pessoa) e ????? (logos - razão / pensamento) é a ciência preocupada com o fator humano e suas relações. A divisão clássica da Antropologia distingue a Antropologia Social da Antropologia Física. Cada uma destas, em sua construção abrigou diversas correntes de pensamento.

II -Objetivos.
O objetivo da Ciência da Religião é fazer um inventário, o mais abrangente possível, de fatos reais do mundo religioso, um entendimento histórico do surgimento e desenvolvimento de religiões particulares, uma identificação e seus contatos mútuos, e a investigação de suas inter-relações com outras áreas da vida. A partir de um estudo de fenômenos religiosos concretos, o material é exposto a uma análise comparada. Isso leva a um entendimento das semelhanças e diferenças de religiões singulares a respeito de suas formas, conteúdos e práticas. O reconhecimento de traços comuns do cientista da religião, permite uma dedução de elementos que caracterizam religião em geral, ou seja como um fenômeno antropológico universal.


III- Metodologia.
Aulas no estilo libertário, exibição de DVDs, estudos de casos, trubunais didáticos, trabalhos de campo.
IV- Avaliação.
Sistema continuado, cada tópico uma analise.


V- Referências.
1-DURKHEIM, Emile, As formas elementares da vida religiosa, São Paulo, Martins Fontes, 2000.

RODRIGUES, José Albertino (org.), Emile Durkheim: sociologia, Col. Grandes Cientistas Sociais,
GIDDENS, Anthony, Em defesa da sociologia, São Paulo, Unesp, 2001. “A vida em uma sociedade pós-tradicional”.

2-EDINGER, Edward. O Encontro com Self, São Paulo: Ed. Cultrix, 1986.

3- SENA, L. (org.). Ensino Religioso e formação docente: ciências da religião e ensino religioso em diálogo. 2ª ed. São Paulo: Paulinas, 2007.
SOARES, A.M.L. (coord.). Col. Temas do Ensino Religioso (9v.). S. Paulo: Paulinas, 2005-2008.

4-CAILLÉ, A, / Lazzeri C., / Senellart, M., (orgs), História Argumentada da Filosofia Moral e Política, a felicidade e o útil, Editora Unisinos, Porto Alegre, 2004.
CANTOR-SPERBER, M. (org), Dicionário de Ética e Filosofia Moral, Editora Unisinos, Porto Alegre, 2003.

5- CAMPBELL, Joseph. O Poder dos Mitos. São Paulo: Palas Athena, 1993.
CASSIRER, Ernest. Linguagem e Mito. 4ª. ed. São Paulo:Perspectiva, 2000.

6- BERNARD, Philippe J. Perversões da Utopia Moderna. Bauru: EDUSC, 2000.
FELINTO, Erick. A Religião das Máquinas. Ensaios sobre o Imaginário da Cibercultura. Porto Alegre, Editora Sulina, 2005.
REMOND, René, org. As Grandes Descobertas do Cristianismo. São Paulo: Ed. Loyola, 2005.
7- CHAMPION, Françoise. Religiosidade flutuante, ecletismo e sincretismos. In: DELUMEAU, Jean (org.). As grandes religiões do mundo. Lisboa: Ed. Presença, s/d.
STUCKRAD, Kocku V. Historia da astrologia: da antiguidade aos nossos dias. São Paulo: Globo, 2007
8- CHADA, Sonia. A música dos Caboclos nos candomblés baianos. Salvador: Fundação Gregório de Mattos; EDUFBA, 2006.
HOBFBAUER, Andréas. Uma história de branqueamento ou o negro em questão. São Paulo:UNESP; FAPESP, 2006
MALANDRINO, Brígida Carla. Umbanda: mudanças e permanências. Uma análise simbólica. São Paulo: EDUC, 2006.
RODRIGUES, Cláudia. Nas fronteiras da além: a secularização da morte no Rio de Janeiro (século XVIII e XIX). Rio de Janeiro: Arquivo Nacional, 2005.
SILVA, Vagner Gonçalves. Orixás na metrópole. Petrópolis: Vozes, 1995.
9- Robert, Matrin Eisberg, Robert Resnick. Fisica quantica, Ed. Campus.
E. Abdalla e A.G. Casali. Cordas, Dimensões e Teoria M, Scientific American, Brasil, março 2003
S. Hawking, O Universo numa Casca de Noz (ARX, 2002).
B. Greene, O Universo Elegante (Cia das Letras, 2001).

10-: Nanotecnologia-Nelson Duran; Luiz Henrique Capparelli Mattoso; Paulo Cezar de Morais,Editora: ARTLIBER.

Nanotecnologia- os riscos da tecnologia do futuro

http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_responsavel/introducao_nanotecnologia.htm

11-BARROS, Luitgarde O.C (1988), A terra da mãe de Deus. RJ Francisco Alves.

VINHAS DE QUEIROZ, Maurício- Messianismo e conflito social, A guerra sertaneja do contestado, 2ª Ed, SP, Ática.

www.cegbrasil.com (site da seita messiânica contemporânea).

12- ENGELHARDT, H.T. Fundamentos da bioética. São Paulo: Loyola, 1998

SGRECCIA, E. Manual de bioetica. I-II, São Paulo: Loyola, 1997.
URBAN, C. Bioética clínica. Rio de Janeiro: Revinter, 2003.

13- Relacionamos literaturas dos céticos clássicos aos contemporâneo, proporcionando aos alunos, meios logísticos, históricos exegéticos afim de refuta-los

14- A LABURTHE-TOLRA, Ph. & WARNIER, J.-P., Etnologia-Antropologia, Petrópolis, Vozes, 1997

BERGER, P., O dossel sagrado. Elementos para uma teoria sociológica da religião, São Paulo, Paulus, 1985.
BOTTOMORE, T. (ed.), Dicionário do Pensamento Marxista, Rio de Janeiro, Jorge Zahar, 1988