Quantas dimensões existem no Universo?

Salvador Nogueira

No início do século 20, a resposta para essa pergunta era tão óbvia quanto velha. Euclides, lá na Grécia antiga, já havia sacado que são 3 as direções possíveis para qualquer movimento: para cima (ou para baixo), para a esquerda (ou para a direita) e para a frente (ou para trás). Portanto, o espaço possui 3 dimensões. Fácil, não?

Até que, em 1905, Einstein começou a bagunçar tudo. Nesse ano, ele fez 3 descobertas importantes e uma delas demonstrava que, ao contrário do que dizia a física até então, o espaço e o tempo não eram fixos e imutáveis. Na verdade, eles eram flexíveis e manipuláveis, de modo que era possível, sob certas condições, encolher o tamanho de um centímetro ou esticar a duração de um segundo. E o pior: a modificação sobre um estava atrelada à transformação do outro. Ou seja: o tempo era, do ponto de vista físico, indistinguível do espaço.

Com isso, deixou de ser possível falar em 3 dimensões – já que o tempo não podia mais ser colocado em uma gaveta distinta da das outras dimensões. Ficou claro que tudo era uma coisa só: um continuum espaço-tempo, como os físicos hoje adoram dizer.

O fim da velha geometria

Até aí, bastava incorporar o tempo, que até Euclides conhecia, à lista das 3 dimensões existentes. Mas Einstein fez questão de complicar as coisas quando, em 1915, conseguiu aprofundar sua Teoria da Relatividade. Ao estudar os movimentos acelerados, ele percebeu que a gravidade era nada menos do que uma distorção na geometria das 4 dimensões. Saía de cena a geometria euclidiana e vinha em seu lugar uma geometria não-euclidiana (em que a soma dos ângulos de um triângulo não necessariamente dá 180 graus e linhas paralelas podem se cruzar).

Não satisfeito em pôr de cabeça para baixo a geometria básica do Universo, Einstein decidiu que o passo seguinte era unificar a física toda num só conjunto de equações. Naquela época, em que ninguém conhecia ainda as forças que agiam dentro dos átomos, a tão sonhada unificação era apenas uma questão de costurar a relatividade (que explicava a gravidade) e o eletromagnetismo (responsável, como você pode imaginar, pelos fenômenos elétricos e magnéticos, ambos relacionados à partícula que aprendemos a chamar de elétron).

Dimensões ocultas

Einstein não foi muito adiante com seus esforços, mas outros foram inspirados por sua busca. Entre eles, dois se destacaram muito cedo: Theodor Kaluza e Oskar Klein. Trabalhando individualmente em meados da década de 1920, os dois perceberam que, se a relatividade geral fosse reescrita para acomodar 5 dimensões, em vez de 4, as equações do eletromagnetismo brotavam naturalmente dela.

Mas tinha um probleminha: até onde se pode ver, o Universo não tem 5 dimensões, apenas 4. Klein, em 1926, sugeriu que não podíamos ver a 5a dimensão porque ela estaria enrolada em si mesma, como um tubinho minúsculo.

De lá para cá, outras forças que agiam no interior do átomo foram descobertas e, por algum tempo, a idéia de dimensões extras foi esquecida. Foi então que surgiu a Teoria das Supercordas – a noção de que as partículas que compõem o Universo poderiam ter a forma de cordas vibrantes (com cada vibração dando as características da partícula). Os físicos desconfiam que, a partir dessa premissa, seria possível descrever todos os componentes da natureza numa única teoria – mas só se o Cosmos possuísse nada menos que 26 dimensões.

Uma dimensão enrolada escondida, vá lá. Mas quem vai acreditar em 22 dimensões escondidas? Como explicar que 4 dimensões são aparentes e as outras todas ficam ocultas? Pois é, como os próprios físicos achavam essa idéia difícil de engolir, começaram a trabalhar numa forma de reduzir o número de dimensões necessárias. Hoje eles já conseguiram fechar com 10 ou 11 dimensões – e muitos pesquisadores acreditam que o número não vai cair muito mais que isso. Ou seja, se a Teoria das Supercordas estiver certa, o Universo deve estar cheio de dimensões enroladas e, portanto, invisíveis.

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