Os limites na Física

Hoje estava pensando sobre os limites da física moderna. Lidamos com ao menos três grandes limites na física. O primeiro, e mais famoso, é a velocidade da luz, o segundo, também bem conhecido entre estudantes é o Zero Kelvin (ou Zero Absoluto) e o terceiro é menos conhecido (acho que só estudantes de física e alguns de engenharia o entendem) que é a precisão nas medidas canonicamente conjugadas.

A alguns dias falei a meus alunos como era bizarro quando a temperatura de um corpo se aproximava do zero absoluto (supercondutividade, superfluido) e eu falei que esse valor é hipotético e não pode ser atingido. Quando aproximamos uma partícula da velocidade da luz também tem suas famosas loucuras da contração do espaço e da dilatação do tempo. E as piadas sobre o princípio da incerteza não chegam nem perto do que realmente ela assusta.

Um corpo de massa comum com velocidade próxima a velocidade da luz, além dos conhecidos fenômenos da dilatação do tempo e contração do espaço, terá um fenômeno do aumento da massa o que fará precisar de uma energia cada vez maior para acelerar um pouco mais. Um corpo na velocidade da luz atingiria uma singularidade precisando de energia infinita para atingir a velocidade da luz. Quer dizer que para Termos um único próton com a velocidade limite teríamos que gastar toda a energia do universo para acelera-lo e ainda seria insuficiente.

A incerteza é outro limite interessante. Quando começamos a estudar física pensamos que com equipamentos melhores teremos medidas mais exatas. O que é uma mentira. As grandezas canonicamente conjugadas mantém uma relação de incerteza uma com a outra. A famosa relação de posição e momento linear não é a única, temos o tempo e a energia também. Quer quanto mais uma dessas grandezas torna-se definida a outra torna-se indeterminada. Se soubermos exatamente a velocidade de uma partícula (portanto ter com exatidão o momento linear desta partícula) sua posição torna-se infinita (ela estará em todo o universo ao mesmo tempo) e se sua energia for exata ela teria um tempo indeterminado. O zero Kelvin é uma forma de termos a exatidão de momento e energia.

É claro que esses limites representam nosso conhecimento moderno e poderão deixar de ser a representação da verdade em algum momento. Mas as implicações disso seriam muito mais assustadoras.