As perguntas mais simples são as mais difíceis de responder.
O que é uma "coisa"? Por que acontecem as coisas?
E por que é que acontecem do jeito que acontecem?
Vamos tentar explicar isso passo a passo.
Do que é que você é feito?
Você é matéria, que é feita de moléculas
que são feitas de átomos, e estes são feitos de partículas elementares
Mas se as partículas elementares são as menores coisas que existem,
de que é que Elas são feitas?
Numa Casca de Noz - por kurzgesagt -
Para responder uma pergunta simples, vamos começar de forma simples.
Vamos limpar o universo
Sem matéria, antimatéria, radiação, partículas, nada.
Agora vamos olhar mais de perto para o absolutamente nada.
O que é espaço vazio?
É o que nós chamamos de vácuo?
Sem átomos, sem matéria, nada!
Será ele realmente assim tão vazio?
"Nada" dá-nos os tijolos para construir tudo.
De certa forma, "espaço vazio" é como um oceano vasto e calmo.
Apesar da água estar parada quando nada acontece,
uma brisa forte pode criar grandes ondas.
O nosso universo funciona de forma muito parecida
Existem estes "oceanos" por toda a parte.
Os físicos chamam-nos "campos"
Isso pode ser estranho e novo, mas pense na radiação, por exemplo.
Excitando o chamado campo eletromagnético
uma pequena torção é criada que é a partícula que chamamos de fotão,
a partícula que carrega radiação e que nós percebemos na forma de luz.
Isso não é exclusivo da luz,
todas as partículas no universo são criadas dessa forma
Existem campos para todas as partículas de matéria,
todos com as suas próprias regras
Por exemplo, com o campo eletromagnético,
existem campos de eletrões por toda a parte no universo
e pequenas torções nesse campo são eletrões.
No total, os campos do nosso universo podem produzir 17 partículas
que podem ser dividas em 3 categorias diferentes:
Os leptões, os quarks e os bosões
Os leptões consistem em eletrões
bem como nas suas partículas primas, o muão e o tau.
Cada um tem um neutrino associado.
Depois, temos os quarks.
Os quarks são a família de partículas nucleares
que são sempre encontrados unidos em grupos e pares
e formam protões e neutrões que formam os núcleos dos átomos
Juntos, leptões e quarks são as partículas de matéria
Eles formam tudo aquilo que você vê
O ar que você respira, o sol que te aquece ,
o computador que está a usar agora mesmo para distraí-lo das coisas que deveria estar a fazer.
Mas as coisas não apenas "existem", elas também fazem coisas.
Num sentido filosófico, as propriedades de uma coisa
são tanto um parte dela quanto a sua própria existência
É aqui que entram os bosões e os campos que os formam.
Enquanto os quarks e leptões são criados por campos de matéria
os bosões são criados por campos de forças.
Nós chamamos as regras do universo de "forças"
e até agora, 4 forças fundamentais foram descobertas:
eletromagnetismo, gravidade, e as forças nucleares forte e fraca
Essas forças são o manual de regras de um jogo
onde as peças são as partículas e o jogo é o universo.
Elas dizem às partículas o que elas podem fazer e como podem fazê-lo.
Bispos movem-se na diagonal,
partículas sem massa movem-se à velocidade da luz,
cavalos podem pular
e a gravidade atrai.
As forças são as regras de como as partículas interagem, que em última instância formam as regras
para como as partículas se reúnem em todas as coisas grandes que vemos no universo
A gravidade não é apenas a regra de como os planetas orbitam o sol
e maçãs caem das árvores.
Como regra, diz que a matéria atrai, o que constrói planetas e estrelas
O eletromagnetismo não é apenas uma regra para ímãs atraindo ou repelindo
ou correntes elétricas em lâmpadas.
Ele governa todas as ligações atómicas, construindo todas as moléculas
Juntas, as forças e as partículas
são como que os "brinquedos de montar" da existência
Os bosões são como mensageiros
"trocados", pode-se dizer, entre as partículas de matéria, conectando-as,
e usados pelas partículas para dizer umas às outras como se mover.
Cada partícula usa um certo conjunto das forças
para interagir com outras partículas
Quarks, por exemplo, podem interagir uns com os outros
através do eletromagnetismo e da força nuclear forte
mas os eletrões não usam a força nuclear forte, mas apenas o eletromagnetismo.
Os quarks trocam bosões de força forte
comunicando a atração nuclear forte entre si,
enquanto os protões que eles formam trocam partículas de eletromagnetismo - fotões - com os eletrões
Portanto os quarks permanecem presos nos núcleos
enquanto os eletrões permanecem ligados pela sua atração elétrica, formando os átomos.
Embora o universo tenha muitos fenômenos grandes e confusos
como a vida, supernovas e computadores, que parecem complicados à primeira vista
se você fizer um zoom a algo o suficiente,
verá apenas 17 partículas surgindo de campos subjacentes, jogando um jogo com 4 regras.
Em resumo, na forma mais básica que sabemos até agora,
isto, é o que as coisas são.
Esta teoria é o que os físicos chamam de o Modelo Padrão da Física de Partículas.
Você, basicamente, não passa de perturbações num oceano que é excitado por energia
e guiado por forças que constituem das regras do universo
Mas por quê? E o que é uma força?
Teremos que explorar mais algumas perguntas simples para ir a fundo disso.
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