Imagem: À temperatura ambiente, o comprimento de onda das partículas é extremamente pequeno (≈2x10−11 m).
Quando a temperatura diminui, a velocidade das partículas diminui, a frequência diminui e o comprimento de onda aumenta até formar uma onda gigante.
Assim como a velocidade da luz não pode ser excedida, o zero absoluto é inalcançável pela matéria.
Nem matéria, nem energia, nem informação!
Desde a antiguidade até hoje, muitos pensadores se interessaram pelo "nada" e pelo "vácuo", (Parmênides, Eurípides, Leucipo, Demócrito, Platão, Aristóteles, Santo Agostinho, Pascal , Leibniz, Kant, Heidegger, Bergson, etc.). Inúmeros textos foram escritos sobre isso, mas esses conceitos metafísicos ainda permanecem misteriosos e questionáveis.
O nada pode existir?
Sendo o nada a ausência de "tudo", só se pode pensar no nada dando-lhe uma forma de existência. De fato, se em nossa mente aparece algo que representa o nada, então é um paradoxo, pois o nada não é nem matéria, nem energia, nem informação, nem espaço-tempo, nem algo, nem mesmo nada.
- Leonardo Da Vinci (1452-1519): "Nada não tem centro e seus limites são o nada."
- Blaise Pascal (1623 - 1662): "Pois afinal, o que é um homem na natureza? Um nada em relação ao infinito, um todo em relação ao nada, um meio entre nada e tudo,"
- Arthur Schopenhauer (1788-1860): "Nada após a morte? Não é este o estado a que estávamos acostumados antes da vida?"
- Victor Hugo (1802-1885): "O niilismo não tem substância. O nada não existe e o zero não existe. Tudo é alguma coisa. Nada é nada."
- Friedrich Wilhelm Nietzsche (1844-1900): "Penso, logo é."
- André Malraux (1901-1976): "O maior mistério não é que sejamos jogados aleatoriamente na terra. É que nesta prisão desenhamos imagens de nós mesmos poderosas o suficiente para negar nosso nada ."
Se o nada não pode criar nada e não pode ser pensado, então pensemos no vácuo que não é o nada.
O "vácuo" absoluto é a ausência de matéria em um determinado volume do espaço.
O vácuo pode existir?
A física clássica nos diz que matéria e energia são a mesma coisa (E=mc2).
Em 1900, Max Planck (1858-1947) descobriu que a radiação é energia pura (e=hν).
No entanto, não conhecemos um lugar onde não haja matéria nem energia.
A física quântica nos diz que as partículas sempre têm um momento diferente de zero (nada é estático no Universo). Qualquer matéria que tenha momento tem uma temperatura acima do zero absoluto (0 Kelvin). Qualquer material que tenha uma temperatura emite radiação e, portanto, energia.
No entanto, o zero absoluto é uma temperatura teórica inacessível pela matéria devido às suas propriedades quânticas intrínsecas.
Todo sistema tem energia, mesmo quando está muito próximo do zero absoluto. Sua energia mínima corresponde à energia de seu estado fundamental e a energia cinética de seu estado fundamental não pode diminuir.
Assim como a velocidade da luz não pode ser excedida, o zero absoluto é inalcançável.
Assim, a radiação emitida pela matéria se propaga por todo o Universo e preenche o “vácuo”. Diz-se que o vácuo é agitado por partículas virtuais, das quais pode nascer à luz de uma excitação a matéria observável.
Resumindo, o vácuo sempre tem uma energia mínima, essa energia mínima será necessária para a existência de toda a matéria (E=mc2).
E além do universo?
Imagem: Os primeiros vislumbres do universo observável vistos pela missão Planck (março de 2013).
Este universo embrionário já possui uma quantidade incrível de detalhes.
As minúsculas irregularidades de temperatura que vemos são as cicatrizes deixadas pelo vácuo quântico na superfície do espaço-tempo. Cada pequeno pixel evoluirá em aglomerados de galáxias (neste momento, a Via Láctea é apenas uma flutuação quântica do vácuo). Crédito: colaboração ESA e Planck.
Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) em "Princípios da Natureza e da Graça" formula esta pergunta: "Por que existe algo em vez de nada?"
De fato o "nada" é muito mais simples que a existência de algo, mas nosso Universo está aí!!!
A questão então é: de onde ele surgiu?
Esta simples pergunta revive em nossa mente os conceitos de nada e vácuo.
A teoria do Big Bang nos diz que cerca de 13,8 bilhões de anos atrás, em uma fração de segundo, o universo nasceu. Isso parece verdade porque captamos em todos os lugares, em todas as direções do cosmos, a "radiação fóssil" dos primeiros momentos.
Isso significa que nosso universo observável teve um começo?
Não, dentro da estrutura da teoria quântica de campos, nosso Universo teria surgido do vácuo quântico pré-existente.
Atualmente, descobrimos que nosso Universo está preenchendo um espaço em expansão e resfriamento. Sua temperatura, embora muito baixa (2,7 K), está acima de 0 absoluto. Esta baixa temperatura permite-nos ver os primeiros vislumbres do nosso universo (ao contrário da missão Planck).
No entanto, esta temperatura continua a irradiar sua vizinhança enquanto esfria ainda mais, então não podemos dizer que não há nada além do Universo observável.
Esta pequena energia irá desaparecer até atingir um mínimo de energia. O Universo terá então regressado ao seu estado inicial, ou seja, o estado fundamental do vácuo ou por outras palavras, o estado por defeito daquilo que consideramos ser o nada.
Quando a matéria, o espaço e o tempo do nosso Universo tiverem desaparecido, a energia, sempre presente, será preservada no vácuo quântico repleto de flutuações (num átomo há mais de flutuações quânticas do que de estrelas no universo).
Essa energia mínima, abaixo da qual é impossível ir, pré-existe e não pode ser criada ex nihilo.
Então, outra flutuação do vácuo quântico poderia trazer outro universo de volta à vida e começar outra história muito diferente, onde matéria, energia, espaço e tempo são reunidos novamente.
Este fundo de energia que se conserva indefinidamente, renova periodicamente uma história diferente.
Todos os conceitos metafísicos (nada, vacuidade, nada, não-ser, era de Planck, etc.) podem ser unificados na energia do vácuo agitado de partículas virtuais que aparecem e desaparecem sem parar.
O vácuo é a origem de tudo e o que consideramos nada pode ser o elo entre nós e o infinito.