Não se alarme mas o fim do Universo pode ser amanhã

Como dificilmente os monges tibetanos terminaram de catalogar os Nove Bilhões de Nomes de Deus, e a credibilidade dos Maias Maias depois de 2012 ficou pior que a dos Rodrigues e Césars. o fim do Universo não é uma prioridade para a maioria das pessoas, mas segundo a física quântica ela é uma possibilidade real que pode acontecer a qualquer momento.

• Cientistas acham indicações de outros Universos
• Cientistas em busca de matéria escura observam um dos fenômenos mais raros do Universo

Para entender isso, precisamos explicar alguns conceitos.

1 – ENERGIA É TUDO

Segundo a teoria quântica toda partícula tem um nível energético específico. Assim um fóton de baixa energia pode ser inofensivo como os trilhões que estão atravessando seus olhos agora, mas com energia suficiente ele deixa de ser luz visível, vira raios gama e você corre o risco de ter filhos esquisitos.

Quanto mais energia, mais instável uma partícula É. Adicione energia suficiente e ela pode se separar em subpartículas, ou atingir outras e destruí-las. Isso vale para coleções de partículas, algo que chamamos de... coisas. Nos supermercados os produtos são colocados em colunas verticais. A prateleira do meio é sempre a primeira a esvaziar, é mais fácil de alcançar, gastamos menos energia pegando os produtos dali.

Colmeias são hexagonais por ser a forma mais eficiente de dividir espaço, favos circulares consumiriam mais material, e consequentemente mais energia pois você, ou melhor, a abelha teria que produzir mais material para preencher os cantos entre os favos.

Água para nós tem o estado líquido como seu estado natural, mas manter água líquida demanda bastante energia. Retire o calor e o estado natural se torna gelo, uma forma cristalina aonde as moléculas estão arranjadas em uma forma regular, de baixa energia.

Quanto mais energia, mais instável, quanto menos, maior a estabilidade. Por isso o Top Quark, a partícula elementar de maior energia  tem energia de 172 GeV (Gigaelétrons-volt) e meia-vida de apenas 5×10⁻²⁵ segundos.

Já um elétron, que tem uma energia de 500.000 elétrons-volt tem uma meia-vida de 6.6×10²⁸ anos.

2 – Campos Metaestáveis

Chique, né? Soa como ficção científica, mas é um conceito simples: Toda partícula tem um estado mínimo de energia, abaixo do qual ela não consegue existir. Você não consegue colocar menos que zero ml de cerveja em um copo, não dá pra gastar além do limite do seu cheque especial. (ok isso é mentira)

Os filósofos diziam que o Universo abomina o vácuo, o que é uma imensa bobagem, o que mais há por aí é vácuo, mas a estrutura do Universo em si é formada por campos energéticos (talvez). Eles são responsáveis pelas propriedades das partículas, e uma dessas propriedades é a massa. Ela é definida por uma partícula chamada Bóson de Higgs.

A massa de toda a matéria no Universo é determinada pelo Campo de Higgs. Cada elétron, cada próton, tudo depende dele. Felizmente o Campo de Higgs é constante, ele é metaestável pois o Bóson de Higgs existe naturalmente com uma energia de 125.1GeV, seu estado de menor energia, e isso é imutável.

3 – Ops

Exceto que descobertas no campo da Mecânica Quântica mostraram que essa energia de 125.1GeV NÃO é o mínimo de energia no qual o Bóson de Higgs pode existir. Embora o valor seja determinado pela própria estrutura do Universo, há condições aonde os Bósons de Higgs podem existir em um estado ultradenso.

Para isso eles teriam que sair de seu estado energético atual para o estado de menor energia, sem passar pelos estados intermediários proibidos, e isso é impossível, certo?

Errado. Existe um fenômeno em Física Quântica chamado Tunelamento Quântico. Partículas são essencialmente probabilidades. Você não diz que existe um elétron em tal lugar, você diz que existe a probabilidade de existir um elétron. Em alguns casos um elétron pode ser lançado contra uma barreira intransponível, mas como a probabilidade desse elétron aparecer do outro lado da barreira não é zero, às vezes é isso que acontece.

A partícula deixa de existir de um lado da barreira, e aparece do outro.

Macumbaria? Viagem? Esse efeito é tão real que é usado em componentes como Diodos de Túnel desde 1957.

4 – Game Over, Man, Game Over

Através do tunelamento quântico um Bóson de Higgs pode migrar para um estado ultracondensado de baixa energia. Isso criaria uma bolha dentro do Campo de Higgs, afetando outros Bósons nas proximidades, que sentindo o estado de menor energia, migrariam para ele. Mas hey, isso acrescentaria energia ao sistema, certo?

Sim, e essa energia iria para as paredes da bolha, aumentando a tensão superficial e fazendo com que ela se expandisse. Em uma fração de segundo temos uma bolha de Bósons de Higgs ultracondensados crescendo na velocidade da luz, mas em que isso nos afeta?

Bem, o Campo de Higgs no estado utracondensado é bilhões de vezes mais intenso do que o normal. Partículas expostas a esse campo teriam suas propriedades totalmente alteradas. Fótons, que hoje não tem massa passariam a ter e a luz visível só percorreria 1cm antes de decair em outras partículas. Átomos se separariam, nêutrons deixariam de existir, estamos falando de completa e total desintegração da matéria, uma montanha reduzida a uma poeira finíssima de átomos de Hidrogênio, pois nada além de prótons e elétrons seriam estáveis.

Isso pode já ter ocorrido em algum lugar do Universo; uma bolha de destruição silenciosa se expandido na velocidade da luz, chegando sem nenhum aviso. Em um momento estamos aqui, no outro, puff. Viramos purpurin-digo poeira como os vampiros da Buffy.

Talvez já tenha acontecido, mas estatisticamente as chances são pequenas, foi calculado que pode levar 10¹⁰⁰ anos até um Bóson de Higgs sofrer tunelamento e criar uma bolha, mas quando isso aconteceu, bye-bye.

Outra hipótese mais aterradora é que o Universo de partículas fundamentais sem nada mais complexo que Hidrogênio é a regra, o nosso Universo pode ser uma anomalia entre infinitos outros, estamos vivendo em uma bolha de falso vácuo, toda a nossa existência um golpe de sorte que não vai durar muito, embora do nosso ponto de vista 10¹⁰⁰ anos é tempo pacas, próximo do tempo que levarei pra convencer a Luciana Vendramini a tomar um café comigo.

Fontes:

1. Cosmology for the Curious -  Delia Perlov, Alex Vilenkin
2. Dark Sky, Dark Matter -  J.M Overduin, P.S Wesson
3. The Quantum Theory of Fields: Volume 2, Modern Applications
4. Vacuum And Vacua: The Physics Of Nothing