Quando eu era uma criança de 8 anos, ouvi uma história que permanece comigo até hoje e, permanecerá para o resto de minha vida. Eu me lembro de meus professores escolares nos falando sobre um grande cientista que há pouco tinha morrido. Eles falavam sobre ele com grande reverência, chamando-o de um dos maiores cientistas de toda a história. Disseram que bem poucas pessoas puderam entender as suas idéias, mas que as suas descobertas mudaram o mundo inteiro e todas as coisas ao nosso redor.

Todavia, o que a mais me intrigou sobre este homem era que ele morreu antes que pudesse completar a sua maior descoberta. Eles disseram que ele gastou anos nesta teoria, mas morreu com seus "papers" ainda inacabados sobre a sua escrivaninha. Eu era fascinado pela história. Para uma criança, este era um grande mistério. Qual era o seu trabalho inacabado? Que problema difícil e importante poderia ser possivelmente aquele, que um tão grande cientista dedicaria anos da sua vida na sua perseguição? Curioso, eu decidi aprender tudo que eu pude sobre Albert Einstein e a sua teoria inacabada. Alguns dos momentos mais felizes de minha infância foram gastos lendo quietamente todos os livros que eu pude achar sobre este grande homem e as suas teorias. Quando eu esgotei os livros em nossa biblioteca local, eu comecei a vasculhar as bibliotecas e livrarias pela cidade e estado, procurando avidamente por mais pistas. Logo aprendi que esta história era mais excitante que qualquer mistério de assassinato, e mais importante que qualquer coisa que eu sempre pude imaginar. Eu decidi que tentaria obter o t0, a raiz deste mistério, até mesmo se eu tivesse que me tornar um físico teórico para fazer isto.

Gradualmente, eu comecei a apreciar a magnitude da sua indagação inacabada. Aprendi que Einstein construiu três grandes teorias. As duas primeiras, a teoria da relatividade especial e a geral, conduziu ao desenvolvimento da bomba atômica e a outra teoria aos buracos negros e o Big Bang. Estas duas teorias por si só deram-lhe a reputação de o maior cientista desde Isaac Newton. Porém, Einstein não estava satisfeito. A terceira teoria que ele teria chamado de A Teoria de Campo Unificada, seria o coroamento da sua realização. Era prá ser a Teoria do Universo, o Santo Gral da física, a teoria que finalmente unificava todas as leis físicas em uma única estrutura simples. Era prá ser a última meta de todas os físicos, a teoria para terminar com todas as outras teorias.

Tristemente, ela consumiu Einstein durante os últimos 30 anos da sua vida; ele gastou muitos anos, isolado, em uma perseguição frustrante da maior teoria de todos os tempos. Mas ele não estava só; também aprendi que algumas das maiores mentes do século XX, tal como Werner Heisenberg e Wolfgang Pauli, também lutaram com este problema, e no final das contas se renderam.

Dado a procura infrutífera que deixou perplexos os vencedores do Prêmio Nobel do mundo na primeira metade do século, a maioria dos físicos concordaram que a Teoria do Tudo (= Theory of Everything) deve ser uma renúncia radical de tudo o que antes foi experimentado. Por exemplo, Niels Bohr, fundador da teoria atômica moderna, certa vez ouviu a explicação de Pauli sobre a sua versão da teoria de campo unificada. Bohr finalmente se levantou e disse: " Nós estamos todos de acordo que a sua teoria é absolutamente louca. Mas o que nos divide é se a sua teoria é louca o bastante ".

Hoje, porém, depois de décadas de falsos começos e frustrantes becos sem saída, muitos dos principais físicos do mundo pensam que acharam a teoria " louca o bastante " para ser a Teoria de Campo Unificada. Um grande número de físicos nos principais laboratórios de pesquisa do mundo, acreditam agora que nós achamos afinal a Teoria doTudo.

A teoria que gerou tanta excitação é a chamada teoria das supercordas. Quase toda publicação de ciência no mundo tem caracterizado as histórias principais desta teoria, entrevistando alguns de seus pioneiros, como John Schwarz, Michael Green, e Yoichiro Nambu. (Até o periódico Discover caracterizou isto duas vezes em sua capa.) Meu livro, Além de Einstein: a Procura Cósmica para a Teoria do Universo, foi a primeira tentativa para explicar esta teoria fabulosa à audiência secular.

Naturalmente, qualquer teoria que reivindica ter resolvido os segredos mais íntimos do universo será o centro de intensa controvérsia. Até mesmo vencedores de Prêmio Nobel se envolveram nas calorosas discussões sobre a validade da teoria da supercorda. Na realidade, sobre esta teoria, nós estamos testemunhando o debate mais aquecido de física teórica das últimas décadas.

Para entender o poder da teoria da supercorda e por que ela é anunciada como a teoria do universo (e entender a controvérsia deliciosa que ela tem agitado), é necessário entender que há quatro forças que controlam todas as coisas no universo conhecido, e que a teoria da supercorda nos dá a primeira (e única) descrição que pode unir todas estas quatro forças em uma única estrutura.


As Quatro Forças Fundamentais

Há mais de 2.000 anos atrás, os gregos antigos pensaram que toda a matéria no universo pudesse ser reduzida a quatro elementos: ar, água, terra, e fogo. Hoje, depois de séculos de pesquisa, sabemos nós que estas substâncias são de fato combinações; elas são, por sua vez, feitas de átomos menores e partículas subatômicas, mantidas juntas por somente quatro forças fundamentais.

Estas quatro forças são:
A Gravidade é a força que mantém os nossos pés ancorados junto à terra girante e mantém ligados o sistema solar e as galáxias. Se a força de gravidade pudesse ser desligada de alguma maneira, nós seríamos arremessados imediatamente ao espaço exterior a 1.000 milhas por hora. Além disso, sem a gravidade mantendo o Sol unido, ele explodiria em uma catastrófica erupção de energia. Sem gravidade, a terra e os planetas girariam para fora nas profundezas do espaço gelado, e as galáxias voariam separado-se em centenas de bilhões de estrelas.

O Eletromagnetismo é a força que ilumina nossas cidades e energeiza nossos aparelhos eletrodomésticos. A revolução eletrônica que nos deu a lâmpada incandescente, a televisão, o telefone, os computadores, o rádio, o radar, as microondas, lâmpadas fluorescentes e as lavadoras de louça, é um subproduto da força electromagnética. Sem esta força, nossa civilização seria atirada várias centenas de anos para trás, a um mundo primitivo iluminado à luz de velas e fogueiras de acampamento.

A Força Nuclear Forte é a força que dá poderes ao sol. Sem a força nuclear, as estrelas tremulamente se apagariam e os céus ficariam escuros. Sem o sol, toda a vida na terra pereceria com os oceanos tornando-se gelo sólido. A força nuclear não somente torna possível a vida na terra, como também é a força devastadora liberada por uma bomba de hidrogênio, que pode ser comparada a um pedaço do sol derrubado sobre a terra.

A Força Fraca é a força responsável pelo decaimento radioativo. A força fraca serve de equipamento em hospitais modernos na forma de traçadores radioativos usados em medicina nuclear. Por exemplo, os chapas coloridas e dramáticas do cérebro vivo, como ele pensa e experimenta emoções, são possíveis pelo decaimento do açúcar radioativo no cérebro.

Não é nenhum exagero dizer que o domínio de cada destas quatro forças fundamentais mudou todo aspecto de civilização humana. Por exemplo, quando Newton tentou resolver a sua teoria de gravitação, foi forçado a desenvolver uma nova matemática, e formular as suas célebres leis de movimento. Estas leis da mecânica, por sua vez, ajudaram prenunciar a Revolução Industrial que ergueu a humanidade de milênios incontáveis de trabalho de opressivo e miséria.

Além disso, o domínio da força eletromagnética por James Maxwell nos anos de 1860s revolucionou nosso modo de vida. Sempre que há um blecaute, somos forçados a viver nossas vidas de maneira muito igual aos nossos antepassados dos últimos séculos. Hoje, mais da metade da riqueza industrial do mundo está conectada, de um modo ou de outro, à força eletromagnética. A civilização moderna sem a força eletromagnética é inconcebível.

Semelhantemente, quando a força nuclear foi liberada com a bomba atômica, a história humana, pela primeira vez, enfrentou um jogo novo e amedrontador de escolhas, inclusive a aniquilação total de toda a vida na terra. Com a força nuclear, nós finalmente poderíamos entender a máquina enorme que existe dentro do sol e das estrelas, mas também poderíamos vislumbrar, pela primeira vez, o fim de humanidade.

Assim, sempre que os cientistas desvendaram os segredos de uma das quatro forças fundamentais, isto irrevogavelmente alterou o curso da civilização moderna. Num certo sentido, algumas das maiores inovações na história das ciências podem ser localizadas através da compreensão gradual destas quatro forças fundamentais. Alguns disseram que o progresso dos últimos 2.000 anos de ciência pode ser resumido pelo domínio destas quatro forças fundamentais.

Dado a importância destas quatro forças fundamentais, a próxima pergunta é: elas podem ser unidas em uma super força? São elas as manifestações de uma realidade mais profunda?


Duas Grandes Teorias

No momento há duas estruturas físicas que explicam parcialmente as características misteriosas destas quatro forças fundamentais. Notavelmente, estes dois formalismos, a teoria quântica e a relatividade geral, permitem-nos explicar a soma total de todos os conhecimento físicos ao nível fundamental. Sem exceção.

As leis da física e da química, que podem encher bibliotecas inteiras com jornais e livros técnicos, podem em princípio serem derivadas destas duas teorias fundamentais, tornando-se as teorias físicas mais bem sucedidas de todos os tempos, resistindo ao teste de milhares de experiências e desafios.

Ironicamente, estas duas estruturas fundamentais são diametralmente opostas uma à outra. A teoria quântica, por exemplo, é a teoria do microcosmo, com sucesso sem paralelo ao descrever o mundo subatômico. A teoria de relatividade, por contraste, é uma teoria do mundo macrocósmico, o mundo de galáxias, super agrupamentos, buracos negros, e a Criação por si mesma.

A teoria quântica explica três das quatro forças (as forças fraca, forte, e electromagnética), postulando a troca de pacotes minúsculos de energia, chamados "quanta". Quando uma lanterna é acesa, por exemplo, emite trilhões e trilhões de fótons, ou quanta de luz. Tudo do laser às ondas de radar pode ser descrito postulando que eles são causados pelo movimento destes fótons minúsculos de energia. Igualmente, a força fraca é governada pela troca de partículas subatômicas chamadas W-bosons. A força nuclear forte, por outro lado, mantém unidos os prótons pela troca de "gluons".

Porém, a teoria quântica encontra-se em estreito contraste à relatividade geral de Einstein, que postula um quadro físico completamente diferente, para explicar a força de gravidade.

Imagine-se, por um momento, dando um chute forte sobre uma grande colcha de cama. O chute dado vai, é claro, penetrar profundamente na colcha de cama. Agora imagine atirando um pequeno mármore na cama. Considerando que a cama é elática, o mármore executará um caminho curvado. Porém, para uma pessoa que vê o mármore de uma grande distância, parecerá que o chute dado está exercendo uma força " invisível " no mármore, forçando-o a se mover por um caminho curvado. Em outras palavras, podemos substituir o conceito desajeitado de uma " força " por outro mais elegante da curvatura do próprio espaço. Temos agora uma definição completamente nova de uma " força ". Nada mais é do que o subproduto da deformação do espaço.

Da mesma forma que um mármore movimenta em uma superfície de cama curvada, a terra se move ao redor do sol em um caminho curvado porque o espaço-tempo por si só é curvado. Neste novo quadro, a gravidade não é uma "força" mas um subproduto da deformação do espaço-tempo. Num certo sentido, a gravidade não existe; o que move os planetas e as estrelas é a distorção do espaço-tempo.

Porém, o problema que obstinadamente resistiu a solução durante 50 anos é que estas duas estruturas, de qualquer maneira, não se assemelham uma com a outra. A teoria quântica reduz as "forças" à troca de pacotes discretos de energia, ou quanta, enquanto a teoria de Einstein de gravidade, por contraste, explica a propriedade das forças cósmica unindo as galáxias, postulando a deformação suave do "tecido" do espaço-tempo. Esta é a raiz do problema, a teoria quântica e a relatividade geral tem dois quadros físicos diferentes (pacotes de energia contra o continuum e suave espaço-tempo) e diferente matemática para descrevê-los.

Todas as tentativas feitas pelas maiores mentes do século XX no sentido de fundir a teoria quântica com a teoria da gravidade falharam. Inquestionavelmente, o maior problema daquele século diante dos físicos de hoje é a unificação destas duas estruturas físicas em uma só teoria.

Este estado triste de coisas pode ser comparado a Natureza Mãe que tem duas mãos com nenhuma delas se comunicando com a outra. Nada poderia ser mais embaraçoso ou patético do que ver alguém cuja mão esquerda agiu em ignorância total da mão direita.


Supercordas

Hoje, porém, muitos físicos pensam que finalmente nós resolvemos este problema que existe há muito tempo. Esta teoria, que é certamente "louca o bastante" para ser correta, surpreendeu a comunidade de físicos do mundo. Mas também deu origem a uma tempestade de controvérsias, com ganhadores de Prêmio Nobel, inflexíveis, que se sentaram em lados opostos da trincheira.

Esta é a teoria da supercorda, que postula que toda a matéria e energia pode ser reduzida a fios minúsculos de energia, que vibram num universo de 10 dimensões.

Edward Witten, do Instituto para Estudos Avançados de Princeton, que num certo grau reivindica ser o sucessor de Einstein, disse que teoria da supercorda dominará o mundo da física durante os próximos 50 anos, da mesma forma que a teoria quântica dominou a física durante os últimos 50 anos.

Como Einstein uma vez disse, todas grandes teorias físicas podem ser representadas através de quadros simples. Semelhantemente, teoria da supercordas pode ser explicada visualmente. Imagine uma corda de violino, por exemplo. Todo o mundo sabe que as notas A,B,C, etc. tocadas em uma corda de violino não são fundamentais. A nota A não é mais fundamental que a nota B. O que é fundamental, é claro, é a própria corda de violino em si. Estudando as vibrações ou harmônicos que podem existir em uma corda de violino, pode-se calcular o número infinito de possíveis freqüências que podem existir.

Semelhantemente, a supercorda também podem vibrar em freqüências diferentes. Cada freqüência, por sua vez, corresponde a uma partícula subatômica, ou um " quanta ". Isto explica por que parece ser um número infinito de partículas. De acordo com esta teoria, nossos corpos, que são feitos de partículas subatômicas. podem ser descritos pelas ressonâncias de trilhões e trilhões de cordas minúsculas.

Em resumo, as "notas" da supercorda são as partículas subatômicas, as "harmonias" das supercordas são as leis de físicas, e o "universo" pode ser comparado a uma sinfonia de supercordas vibrando.

Quando a corda vibra, porém, ela faz o continuum espaço-tempo circunvizinho se deformar. Milagrosamente, um cálculo detalhado mostra que a supercorda força o continuum espaço-tempo a ser torcido exatamente como Einstein originalmente predisse. Assim, nós temos uma descrição harmoniosa que funde a teoria dos quanta com a teoria do continuum espaço-tempo.


Hiperspaço de 10 dimensões

A teoria da supercorda representa talvez a renúncia mais radical da física ordinária, em décadas. Mas sua predição mais controversa é que o universo começou originalmente em 10 dimensões. Para seus partidários, a predição de um universo de 10 dimensões foi uma excursão conceitual da força, introduzindo uma assustadora e excitante matemática no mundo da física.

Aos críticos, porém, a introdução de um hiperspaço de 10 dimensões beira a ficção científica.

Para entender estas dimensões mais altas, lembramo-nos que se tomam três números para localizar todo objeto no universo, da ponta do seu nariz até os fins do universo.

Por exemplo, se você quiser encontrar alguns amigos para um almoço em Manhattan, você diz que os encontrará no edifício da esquina das avenidas 42º e 5º, no 37º andar. Tomam-se dois números para localizar sua posição em um mapa, e um número para especificar a distância acima do mapa. Tomam-se, assim, três números para especificar o local de seu almoço.

Entretanto, a existência da quarta dimensão espacial foi uma área de debate vivo desde o tempo dos gregos, que rejeitaram a possibilidade de uma quarta dimensão. Na realidade, Ptolomeu deu mesmo uma " prova " que dimensões mais altas não poderiam existir. Ptolomeu argumentou que somente três linhas retas mutuamente perpendiculares poderiam ser desenhadas (por exemplo, as três linhas perpendiculares formavam o canto de uma sala). Desde que uma quarta linha reta que fosse mutuamente perpendicular aos outros três eixos não poderia ser desenhada, Logo!, a quarta dimensão não poderia existir.

O que Ptolomeu provou de fato foi que é impossível para nós, os humanos, visualizar a quarta dimensão. Embora computadores manipulem equações habitualmente em espaço N-dimensional, nós, os humanos, somos incapazes de visualizar dimensões espaciais além de três.

A razão para este acidente infeliz tem a ver com a biologia, em lugar da física. A evolução humana pôs um prêmio ao poder de visualizarmos objetos que se movimentam em três dimensões. Havia uma pressão de seleção colocada nos humanos que poderiam escapar estocando um sabre em tigres de dente afiados ou poderiam arremessar uma lança a um mamute que está atacando.

Considerando que tigres não nos atacam na quarta dimensão, simplesmente não havia nenhuma vantagem no desenvolvimento um cérebro com a habilidade para visualizar objetos que se movimentam em quatro dimensões.

De um ponto de vista matemático, porém, somar dimensões mais altas é uma vantagem distinta: permite-nos descrever cada vez mais forças. Há mais "tolerância" em dimensões mais altas para inserir a força eletromagnética na força gravitacional. (Neste quadro, a luz se torna uma vibração na quarta dimensão). Em outras palavras, acrescentando sempre mais dimensões a uma teoria, permite-nos unificar mais as leis da física.

Uma analogia simples pode ajudar. Os antigos ficavam confusos com o tempo. Por que se faz mais frio quando nós vamos para o norte? Por que os ventos sopram para o Oeste? Qual é a origem das estações? Para os antigos, estes eram os mistérios que não poderiam ser resolvidos. Das suas perspectivas limitadas, os antigos nunca poderiam achar a solução para estes mistérios.

A chave para estes quebra-cabeças, é claro, é saltar para a terceira dimensão, ir para cima no espaço exterior, ver que a terra é de fato uma esfera que gira ao redor de um eixo inclinado. De uma só vez, estes mistérios do tempo tornaram-se transparentes. As estações, os ventos, os padrões de temperatura, etc., tudo tornavam-se óbvios, desde que saltássemos à terceira dimensão.

Igualmente, a supercorda pode acomodar um número grande de forças porque tem mais "tolerância" em suas equações para fazer isto.


O que Aconteceu Antes do Big Bang?

Um dos problemas inoportunos da velha teoria de Einstein da gravidade era que ela não explicava a origem do Big Bang. Não nos dava uma pista sobre o que acontecera antes do Big Bang.

A teoria da supercordas de 10 dimensões, porém, dá-nos uma explicação constrangedora da origem do Big Bang. De acordo com a teoria da supercorda, o universo começou originalmente como um perfeito universo de 10 dimensões, com nada nele.

Entretanto, este universo de 10 dimensões não era estável. O espaço-tempo de 10 dimensões original finalmente se "rachou" em dois pedaços, um universo de quatro e outro de seis dimensões. O universo fez o " salto quântico " para outro universo no qual seis das 10 dimensões se enrolaram em uma bola minúscula, permitindo o universo remanescente de quatro dimensões inflar à taxas enormes.

O universo quadrimensional (nosso mundo) expandiu-se rapidamente, criando eventualmente o Big Bang, enquanto o universo de seis dimensões se embrulhou em uma bola e se desmoronou ao tamanho infinitesimal.

Isto explica a origem do Big Bang, que é visto agora como um choque posterior mais secundário de mais um colapso cataclísmico: o rompimento de um universo de 10 dimensões em um de quatro e outro de seis dimensões.

Em princípio, também explica por que nós não podemos medir o universo de seis dimensões, porque ele se encolheu a um tamanho menor do que um átomo. Assim, nenhuma experiência ligada à terra pode medir o universo de seis dimensões.


Recriando a Criação

Embora a teoria da supercorda tenha sido chamada de a descoberta mais sensacional em física teórica nas últimas décadas, seus críticos focalizaram-se em seu ponto mais fraco, e que é quase impossível testar. A energia à qual as quatro forças fundamentais fundem-se em uma única e unificada força, acontece à fabulosa "energia de Planck" que é um bilhão de bilhões de vezes maior que a energia encontrada em um próton.

Até mesmo se todas as nações da terra se unissem com o único propósito de construir o maior átomo em toda a história, ainda não seria o bastante para testar a teoria. Por causa disto, alguns físicos ridicularizaram à idéia de que teoria da supercorda possa ser mesmo considerada uma teoria " legítima ". O laureado com o Nobel, Sheldon Glashow, por exemplo, comparou a teoria da supercorda ao programa Guerras nas Estrelas do Presidente Reagan (porque é instável e esgota o melhor talento científico).

A razão por que a teoria não pode ser testada é bastante simples. A Teoria do Tudo necessariamente é uma teoria de Criação, quer dizer, necessariamente tem que explicar tudo, da origem do Big Bang até os lírios do campo. Seu poder completo é manifestado no instante do Big Bang onde todas as suas simetrias estavam intatas. Testar esta teoria na terra, então, significa recriar a Criação na terra, o que é impossível com a tecnologia atual.

Embora isto seja desencorajador, um pedaço do quebra-cabeça poderá ser resolvido pelo Superconducting Supercollider (SSC), o qual, se construido, será o maior pedaço de átomo do mundo.


O SSC - A Maior Experiência de Todos os Tempos

Estas perguntas sobre a unificação das forças fundamentais não são acadêmicas, porque a maior máquina científica já construída, o SSC, pode ser usada para testar algumas destas idéias sobre o momento da Criação. (Embora o SSC fosse originalmente aprovado pela administração Reagan, o projeto, por causa de seu custo enorme, está ainda andando devagar, dependendo todos os anos de fundos do Congresso)

O SSC é projetado para acelerar prótons a uma energia estonteante de dez trilhões de elétrons-volts. Quando estas partículas subatômicas baterem em uma outra com estas energias fantásticas, o SSC, criará temperaturas que não foram vistas desde o instante da Criação (embora ainda seja muito fraca para testar a teoria da supercorda completamente). Isso é por que às vezes é chamada uma " janela da Criação ".

O SSC está projetado para custar mais de US$ 8 bilhões (que é grande comparado ao orçamento de ciência, mas insignificante comparado ao orçamento do Pentágono). Em certa medida, será uma máquina colossal. Consistirá em um anel de imãs poderosos estirado sobre um tubo mais de 50 milhas em diâmetro. Na realidade, pode-se ajustar o Anel Viário de Washington, que cerca a Washington D.C. facilmente dentro do SSC. Dentro deste tubo gigantesco, serão acelerados prótons a energias inimagináveis.

No momento, está programado para ser terminado perto da virada do século no Texas, próximo à cidade de Austin. Quando completo, empregará milhares de físicos e engenheiros e custará milhões de dólares para operar.

No mínimo, os físicos esperam que o SSC encontre algumas partículas subatômicas exóticas, tais como o " boson de Higgs" e o " quark top" para completar nosso entendendo atual da teoria quântica. Entretanto, também há a pequena chance que os físicos possam descobrir "partículas supersimétricas" que podem ser sobras da teoria da supercorda original. Em outras palavras, embora a teoria da supercorda não possa ser testada diretamente pelo SSC, espera-se achar ressonâncias da teoria da supercordas entre o escombros criados pelo despedaçamentos de prótons.


Parábola da Pedra Preciosa

Para entender a intensa controvérsia envolvendo a teoria da supercorda, pense na parábola seguinte:

Imagine que, no começo dos tempos, havia uma bonita e brilhante pedra preciosa. Suas simetrias perfeitas e suas harmonias eram uma beleza de se ver. Entretanto, possuída de uma minúscula falha ficou instável, explodindo eventualmente em milhares de pedaços minúsculos. Imagine que os fragmentos desta pedra preciosa cairam sobre um mundo plano, bidimensional, chamado Flatland, onde lá vivia uma raça mística de seres chamados Flatlanders.

Estes Flatlanders ficaram intrigados pela beleza dos fragmentos, que poderiam ser encontrados espalhados por toda parte de Flatland. Os cientistas de Flatland postularam que estes fragmentos deviam ter vindo de um cristal de beleza inimaginável que se despedaçou no titânico Big Bang. Eles decidiram, então, embarcar em uma indagação nobre, rejuntar todos aqueles pedaços da pedra preciosa..

Depois de 2.000 anos de trabalho, pelas melhores mentes Flatland, eles foram finalmente capazes de ajustar muitos, mas certamente não todos, fragmentos em dois grossos pedaços. O primeiro pedaço grosso foi chamado de " quantum, " e o segundo pedaço grosso foi chamado de "relatividade ".

Embora eles, os Flatlanders, estivessem legitimamente orgulhosos do seu progresso, ficaram espantados por achar que estes dois grossos pedaços não se ajustavam. Por meio século, os Flatlanders manobraram estes dois pedaços grossos de todos os modos possíveis, e ainda assim não se ajustavam.

Finalmente, alguns dos cientistas mais jovens, mais rebeldes, sugeriram uma solução herética: talvez estes dois pedaços grossos pudessem se ajustar se fossem movidos à terceira dimensão.

Isto provocou imediatamente a maior controvérsia científica daqueles anos. Os cientistas mais velhos ridicularizaram esta idéia, porque eles não acreditavam na terceira dimensão invisível. " O que você não pode medir não existe, " eles declararam.

Além disso, até mesmo se a terceira dimensão existisse, poder-se-ia calcular que a energia necessária para mover os pedaços para fora de Flatland, excederia toda a energia disponível em Flatland. Assim, era uma teoria instável, os críticos gritaram.

Porém, os cientistas mais jovens eram destemidos. Usando matemática pura, eles poderiam mostrar que estes dois pedaços grossos se ajustariam se eles fossem girados e mudaram-se para a terceira dimensão. Os cientistas mais jovens reivindicaram que o problema era portanto teórico, em vez de experimental. Se se pudesse resolver completamente as equações da terceira dimensão, então, em princípio, poder-se-ia ajustar estes dois pedaços grossos por completo e poderia solucionar o problema de uma vez por todas.


Nós Não Somos Bastante Inteligentes

Isso também é a conclusão dos entusiastas de hoje da supercorda, que o problema fundamental é teórico, não prático. O verdadeiro problema é resolver a teoria completamente, e então compará-la com os dados experimentais atuais. O problema, então, não está em construir pedaços de átomo gigantescos; o problema é ser inteligente o bastante para resolver a teoria.

Edward Witten, impressionado pelas vastas novas áreas de matemática, abertas pela teoria da supercorda, disse que a teoria da supercorda representa " a física do século 21 que caiu acidentalmente no século 20 ". Isto é porque a teoria da supercorda foi descoberta quase que por acidente. Pelo progresso normal da ciência, nós os físicos teóricos, poderíamos não tê-la descoberto por mais um outro século.

A teoria da supercorda pode muito bem ser a física do século 21, mas o gargalo tem sido que a matemática do século 21 não foi, contudo, descoberta. Em outras palavras, embora as equações da corda sejam perfeitamente bem definidas, ninguém é inteligente o bastante para os resolvê-las.

Esta situação não é completamente nova na história da física. Quando o Newton descobriu a lei universal de gravitação e tinha a idade de 23 anos, não pôde resolver a sua equação porque a matemática do século XVII era muito primitiva. Ele trabalhou, então, durante os 20 anos seguintes para desenvolver um novo formalismo matemático (cálculo) que era poderoso o sufucuente para resolver a sua lei de gavitação universal.

Semelhantemente, o problema fundamental que enfrenta a teoria da supercorda é teórico. Se nós pudéssemos somente afiar nossas habilidades analíticas e podessemos desenvolver ferramentas matemáticas mais poderosas, como Newton fez anteriormente, talvez pudéssemos resolver a teoria e terminar a controvérsia.

Ironicamente, as equações da supercorda nos foram colacadas antes e em uma forma perfeitamente bem definida, entretanto, somos muito primitivos para entender por que elas trabalham tão bem e bastante obscuros na esperteza para resolvê-la. A procura para a teoria do universo está entrando talvez finalmente em sua última fase, esperando o nascimento de uma matemática nova, poderosa o bastante, para resolver isto.

Imagine uma criança que contempla a um jogo de televisão. As imagens e histórias carregadas na tela são facilmente compreendidas pela criança, contudo, a feitiçaria eletrônica dentro do jogo de televisão está além da compreensão da criança. Nós os físicos, estamos como esta criança, contemplando com maravilha à sofisticação matemática e elegância das equações da supercorda e amedrontados pelo seu poder. Porém, como esta criança, não entendemos nós por que a teoria da supercorda funciona.

Concluindo, talvez alguns dos leitores ficarão inspirados por esta história e irão ler todos os livros nas suas bibliotecas sobre a teoria da supercorda. Talvez alguns dos jovens leitores deste artigo serão aqueles que completarão esta indagação para a Teoria do Universo, iniciada há tantos anos atrás por Einstein.