Infografia com o Bosão de Higgs

Olá Tiago, a sua pergunta é excelente, aponta um dos maiores mistérios da Física Moderna, o da Gravidade.

Há uma explicação na Teoria Geral da Relatividade de Einstein (Geral porque inclui a Gravidade) que pressupõe a existência das ondas gravitacionais, serão grosso modo os fotões desviados por cavidades no espaço tempo sulcadas pela gravidade que é por sua vez também influenciada pela massa dos objectos.

Na verdade não sabemos como funcionam os mecanismos da Gravitação ( a gravidade formalmente é a resultante da Gravitação, na nomenclatura). Não sabemos se esta força é mediada por um bosão semelhante ao fotão, temos indícios messe sentido, mas não passa duma proposta hipotética, e esse bosão será o gravitão.

O campo-força da gravitação é umas das forças da natureza, mas está excluído do modelo-padrão de partículas por não estar a ser observado pela Física de partículas, este modelo não versa sobre a gravitação.

No entanto, outros modelos, chamados “para além do modelo-padrão” indicam a hipótese dumas cordas estalarem de formas diversas, sendo as abertas responsáveis por gerarem a gravidade e as fechadas a força electro-fraca (electro-magnetismo e força fraca estão unificadas) e ainda a força forte (a forte, a de cor e a nuclear).

Sabemos que no núcleo dos átomos (nas interacções entre os quarks e os gluões)são geradas todas estas forças da natureza, excepto não conseguirmos verificar ali (nem em qualquer outro local) a gravidade.

O facto de o fotão, para nos recentrarmos na sua pergunta ser uma partícula e não ter massa desafia a própria noção de partícula.

Junto um pequeno vídeo sobre o Fotão.

Tenha em atenção o seguinte: o facto de desconhecermos os mecanismos não implica que não conheçamos muitas das propriedades da Gravitação.

Exerce a sua força à velocidade da luz.
Tem um alcance infinito.
É extremamente débil, no entanto pode “rasgar” o tecido do espaço tempo se um objecto for muito massivo (limite de Shandra) e originar um buraco-negro.
É proporcional à massa dos objectos.
É independente dos elementos da Tabela periódica e das substâncias.
Enfraquece a energia inicial dos fotões, como foi recentemente comprovado.
Tudo indica que emite uma radiação própria, chamada radiação gravitacional.

E deixo para o fim a cereja do bolo: a força da Gravitação, enquanto denotada pela constante gravitacional, é inversamente proporcional à idade do Universo (como descobriu Paul Dirac na sua proposta dos números muito grandes).

A razão pela qual a Gravitação não é incluída no modelo padrão é que as tentativas de a explicar através da teoria dos campos-força esbarram no facto da Teoria Geral da Relatividade mão funciona nestas escalas do muito pequeno, na chamada escala de Planck.

A tentativa de unificar estes dois regimes separados, o do muito grande onde se verifica a gravidade, e o do muito pequeno onde não se observa a sua presença ( e onde a matemática relativista também nada consegue descrever) seria a tão almejada Teoria de Tudo, talvez o “principal triunfo da Ciência,” como cantou Stephen Hawkings na Sinfonia da Ciência.

O vídeo:

http://www.youtube.com/watch?v=vKS3-npxgls

Existe uma infográfia porreira do The Economist http://econ.st/NlVaoX