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Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 1 de 46<br />

Princípios da Nova Gravidade Quântica<br />

“N.G.Q.”<br />

Autor: Rolf Arturo Blankschein Guthmann<br />

E-Mail: rabg + @ + quantumgravity.us<br />

Porto Alegre, Novembro 2010.<br />

Resumo<br />

A “Gravidade de Origem Atômica” esclarece com simplicidade intrigantes<br />

descobertas que desafiam o modelo padrão da física. Os neutrinos, do CERN, que superam a<br />

velocidade da luz, a desaceleração anômala das sondas Pioneer, o formato elíptico das<br />

Galáxias ou a radiação que chega depois dos neutrinos da Supernova SN 1987A, são só<br />

alguns exemplos.<br />

Um Universo teórico pode levar-nos a criar fantasias que posteriormente não<br />

encontram respaldo experimental. Ao assimilarmos a consistente lógica da “Gravidade<br />

Atômica” veremos surgir um novo Universo, mais real, mais harmônico, sem Big Bang, sem<br />

buracos negros, sem energia escura ou massa escura.<br />

O despertar desta teoria foi alicerçado na necessária estabilidade temporal<br />

observada nos prótons, que são os constituintes básicos dos núcleos atômicos. Ao<br />

delegarmos aos núcleos este referencial privilegiado, veremos que, as propriedades<br />

ondulatórias tanto da matéria quanto da radiação são oscilações temporais em torno da<br />

flutuação temporal dominante representada por eles.<br />

Este relativístico mecanismo aliado a falta de simetria dos fenômenos<br />

eletromagnéticos são as origens das variáveis escondidas que mascaram a realidade para<br />

qualquer sistema de observação e responsáveis pela geração simultânea da gravidade do<br />

tempo e conseqüentemente do espaço tempo. Com certeza estas idéias irão iluminar<br />

fortemente a tão procurada unificação da “Teoria da Relatividade” com a “Mecânica<br />

Quântica”.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 2 de 46<br />

Capítulo<br />

01<br />

02<br />

03<br />

04<br />

SUMÁRIO:<br />

Página<br />

Introdução a NGQ. 03<br />

O que é GRAVIDADE? 05<br />

A Hipótese de “De Broglie”, A Dualidade da<br />

Natureza.<br />

O Princípio da Incerteza Temporal – “P.I.T.”. 10<br />

05 A Assimetria do Tempo e o “P.I.T.”. 14<br />

06 Einstein “Gedankenesxperiment”. 17<br />

07<br />

A Relatividade Geral Simplificada. 24<br />

08 Assimetrias Eletromagnéticas. 28<br />

09 Gravidade Atômica. 30<br />

10<br />

11<br />

12<br />

13<br />

A Anomalia das Pioneer. 38<br />

Supernova SN 1987 A. 40<br />

Os Neutrinos do CERN. 43<br />

Referências 46<br />

All Rights Reserved: © Copyright 2002, 2004, 2005, 2009, 2012.<br />

07


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 3 de 46<br />

01 – Introdução a NGQ.<br />

A Nova Gravidade Quântica ou NGQ surgiu da exploração de uma nova ideia<br />

sobre a origem da gravidade, sua relação com o “tempo” e vice-versa. A partir deste novo<br />

conceito, pelo qual, a geração do tempo assim como da gravidade é delegada aos átomos, se<br />

verificará a real possibilidade de unificar a Teoria da Relatividade (T.R.) com a poderosa<br />

Mecânica Quântica (M.Q.). A consequência do estabelecimento desta nova, sólida, base para<br />

a física é a abertura de caminhos que possibilitam a exploração de novas fronteiras.<br />

Para atingir este objetivo é introduzida uma nova ideia em relação ao<br />

funcionamento do fluxo do “tempo”. Para o pleno entendimento da NGQ é de fundamental<br />

importância, compreender e aceitar a origem do tempo, conforme ele é apresentado, porque<br />

este novo “tempo” é o cúmplice da consistência destas ideias e, é a principal ferramenta, que<br />

irá nos auxiliar na unificação das leis da física.<br />

Basicamente as ideias principais da NGQ estão de acordo com o Princípio da<br />

Incerteza (PI), que é à base da Mecânica Quântica (M.Q.). Sabemos que a MQ é um<br />

formalismo matemático desenvolvido a partir da experiência e da observação, com o qual se<br />

verifica o comportamento das partículas subatômicas com muito sucesso, possibilitando-se<br />

assim, com uma grande precisão, a análise do comportamento das mesmas.<br />

Muitos gigantes da física acreditam na existência de uma falha fundamental<br />

nesta teoria. Einstein foi um, que relutou até os últimos dos seus dias em aceitar a realidade<br />

meramente probabilística da MQ.<br />

A NGQ não pretende, de forma alguma, questionar a validade da Mecânica<br />

Quântica (MQ), mas, sim, atacar de frente seus fundamentos filosóficos. A maioria dos<br />

físicos teóricos defende a “Interpretação de Copenhagen” e o seu indeterminismo, o qual<br />

resulta numa interpretação basicamente probabilística.<br />

A introdução do princípio da incerteza temporal objetiva atingir a realidade<br />

física num nível mais profundo, para enfrentar as interpretações meramente estatísticas da<br />

MQ e mostrar que as variáveis que estão escondidas de nós, na realidade, só estão<br />

indefinidas no tempo, entre um passado recente e um futuro próximo.<br />

Sabemos que uma das grandes dificuldades na unificação da Relatividade Geral<br />

(RG) com a MQ reside na diferença de como estas teorias lidam com o tempo, este,<br />

simplesmente flui de forma diferente nestas teorias. Na MQ ele possui duas direções, ou<br />

seja, anda para o passado e para o futuro, podendo ser até negligenciado, enquanto que, na<br />

RG, dependendo do lugar, pode até não fluir, ou andar para cada referencial, a taxas<br />

diferentes, para o futuro.<br />

Na realidade da NGQ, se verifica que o tempo tem estas duas características<br />

simultaneamente. Temos uma portadora de tempo principal, a partir da qual nós nos<br />

identificamos, ou pela qual se identificam basicamente todas as macroestruturas ou átomos,<br />

esta, obedece aos princípios da TR, enquanto as microestruturas possuem o tempo oscilando<br />

em torno desta portadora, que é o tempo da MQ.<br />

A abordagem no desenvolvimento inicial da NGQ no cap.03 e 04, utilizando o<br />

modelo atômico da antiga teoria quântica com suas órbitas “planetárias”, foi motivada, em<br />

parte, pela abstrata linguagem da mecânica quântica e, principalmente, pela necessidade de


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 4 de 46<br />

se ter uma visualização do processo, que de outra forma seria impossível. Sabemos que a<br />

antiga teoria quântica, através de processos matemáticos consideravelmente mais simples, é<br />

capaz de dar resultados numericamente corretos, principalmente, para o átomo de<br />

hidrogênio, possibilitando com isso uma interpretação física mais acessível.<br />

Para enfrentar o desafio de entender o funcionamento do tempo, sugiro ao leitor,<br />

que esteja munido de muita paciência, boa concentração e uma, não pequena capacidade de<br />

abstração. Veremos na abordagem, a seguir, que estes novos conceitos se provarão<br />

consistentes com a nossa realidade física.<br />

Devemos imaginar a NGQ como se fosse um quebra-cabeça, onde em cada<br />

capítulo se encontra uma das peças. No cap. 3 veremos, por exemplo, a ideia da direção do<br />

tempo: “....o tempo passa a taxas mais lentas na eletroesfera, uma consequência da dilatação<br />

do tempo conforme estabelece a Teoria da Relatividade (TR), esta é uma das propriedades<br />

dos átomos, a de polarizar o tempo dos núcleos para o futuro, padronizando dessa forma<br />

uma direção para o tempo.......”.<br />

Para assimilar todo o poder desta nova teoria, basta o leitor conseguir montar<br />

este quebra-cabeça. Para facilitar o entendimento destas novas ideias, é necessário<br />

acompanhar pacientemente a sequencia do raciocínio e assim verificar as relações entre elas.<br />

Reitero que para compreender esta teoria na sua plenitude, não basta entender as partes em<br />

separado, pois, isoladas, algumas não terão sentido, deve-se entender o conjunto como um<br />

todo.<br />

Foi inevitável, para uma maior clareza, ser repetitivo em muitos casos,<br />

sacrificando a elegância desta teoria. Para uma melhor visualização das grandezas e de suas<br />

pequenas diferenças, sempre onde foi possível e/ou necessário, foram utilizados 60<br />

algarismos significativos.<br />

Veremos, no final deste trabalho, que a sutil ligação que concilia a Teoria da<br />

Relatividade com a Mecânica Quântica, reside em entender como os átomos geram a<br />

gravidade, o tempo e consequentemente o espaço-tempo. Como o macrocosmo (um<br />

conjunto com mais de um átomo) influência o microcosmo (o espaço interior do átomo).<br />

Acredito que nesta imperceptível e relativística diferença entre as forças nuclear<br />

imposta pelo espaço-tempo, nas quais encontramos a origem da gravidade, como veremos<br />

mais adiante, teremos uma real possibilidade de conseguir à tão desejada unificação das leis<br />

da física.<br />

Posso afirmar que muitas questões, da física, não entendidas ou mal explicadas,<br />

encontram atualmente, e muitas outras encontrarão no futuro, na NGQ, uma solução<br />

satisfatória.<br />

R.A.B.G.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 5 de 46<br />

02 – O que é Gravidade?<br />

O que é afinal a gravidade? Qual é a sua causa ou fonte? Muitos já tentaram<br />

resolver este antigo “quebra-cabeça”, mas ninguém, que se saiba, teve sucesso absoluto.<br />

Para Newton, a força da gravidade era função apenas das massas e da distância entre elas.<br />

Para Einstein, a gravidade causava uma deformação no espaço-tempo contínuo e com esta<br />

ideia, ele desenvolveu uma álgebra muito complexa que a descreve apenas<br />

geometricamente. A maioria dos estudos feitos até hoje explicam apenas os efeitos da<br />

gravidade, não a sua real natureza.<br />

A unificação da gravidade com a eletricidade tem sido um desafio para muitos<br />

grandes físicos nestes últimos 100 anos, Einstein se dedicou por quase 35 anos a esse<br />

problema, não obtendo sucesso, tanto que Dirac, em 1968, fez uma avaliação negativa da<br />

possibilidade de unificar as forças fundamentais.<br />

Existe hoje, uma grande quantidade de evidências que sugerem um forte<br />

relacionamento e, possivelmente, uma mesma origem fundamental para o eletromagnetismo<br />

e a gravidade. Por exemplo, recentemente, uma inovadora experiência apresentada no<br />

encontro da Sociedade Astronômica Americana, realizada pela Universidade de Missouri,<br />

em Columbia, EUA, em conjunto com o Observatório Nacional de Radioastronomia,<br />

constatou através de precisas medições, que a velocidade de propagação da gravidade é igual<br />

a da luz.<br />

Outra prova que se tem da existência de uma relação entre a gravidade e a<br />

eletricidade é a de que ambas obedecem à mesma lei do inverso do quadrado, embora, suas<br />

intensidades a distâncias comparáveis sejam, imensamente, diferentes. Veremos mais<br />

adiante, como esta relação acontece e o porquê desta enorme diferença.<br />

Outra evidência se reporta a teoria da relatividade de Einstein, que está<br />

embasada no princípio da equivalência, a qual estabelece que, a massa, ou “massa inercial” e<br />

o peso ou “massa gravitacional”, de materiais diferentes, sofrem a mesma aceleração em um<br />

campo gravitacional com imensa precisão. Esta teoria estabelece que a gravidade (ou a<br />

inércia natural) e a inércia (ou gravidade artificial) representam à mesma coisa, porque<br />

ambas atuam sobre um corpo da mesma maneira, onde as suas forças são proporcionais às<br />

massas dos corpos, podemos admitir, então, que a fonte da gravidade tenha uma origem<br />

semelhante a da inércia. É importante lembrar que esta última resulta de um fenômeno muito<br />

comum, a aplicação de uma força sobre uma massa.<br />

A pergunta: o que é afinal a gravidade? Encontra resposta nestas duas evidências<br />

vistas aqui, então, podemos afirmar que a gravidade é uma inércia, que é causada por uma<br />

força eletromagnética de origem nuclear, estes indícios ainda apontam, que a diferença<br />

relativa das forças eletrostática e centrifuga nos átomos, é a fonte ou causa da gravidade,<br />

veremos mais adiante, que a origem destas diferenças está no movimento relativístico dos<br />

elétrons e o referencial “de tempo” adotado.<br />

Para entender como funciona a gravidade, temos que entender como funciona o<br />

tempo, qual a ligação existente entre a gravidade e o tempo, de onde o tempo surge, então,<br />

devemos encontrar uma interpretação física que esteja em melhor concordância com a<br />

observação, para isso, substituímos o “princípio da incerteza” pela “incerteza no tempo”<br />

como fator de indefinição no comportamento das partículas subatômicas, onde esta significa<br />

dizer, que a partícula está sempre defasada do presente ou do tempo próprio local, ou ainda,


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 6 de 46<br />

que teremos a cada instante um pequeno deslocamento temporal, dependendo do<br />

observador, ora para o passado, ora para o futuro, semelhante ao gráfico da curva de uma<br />

“senoide” numa visão bidimensional, ou a uma curva em espiral, quando imaginada em três<br />

dimensões, sempre em torno do eixo das abscissas, que representa o tempo próprio ou o<br />

presente local.<br />

A geração de gravidade somente acontece quando este átomo se encontra imerso<br />

num campo gravitacional, isto acontece pela necessidade de um referencial temporal, que é<br />

proporcionado pela presença de outros átomos gerando gravidade. Por isso que este<br />

referencial é definido pela presença do segundo ou de mais átomos, neste caso, a gravidade<br />

gerada também depende da intensidade deste campo, por isso que se diz que a “gravidade<br />

gravita”, ou seja, a ignição do início dos tempos ou o princípio de tudo, só se deu a partir da<br />

existência do segundo átomo no universo.<br />

Se o tempo passa a taxas diferentes em locais diferentes do universo, conforme a<br />

intensidade do potencial gravitacional do local, propriedade exaustivamente testada e<br />

experimentalmente comprovada da teoria da relatividade geral, adotando o tempo como<br />

fator de incerteza, o mesmo átomo sob a influência de campos gravitacionais com<br />

intensidades diferentes, experimenta o tempo passando a taxas diferentes. Ou seja, a<br />

representação de uma “massa” ou a geração da “gravidade” de um átomo, nesses lugares,<br />

também será diferente. Esta sutil variação é extremamente pequena, no seu cálculo não se<br />

consegue uma precisão matemática cientificamente aceitável, mas sua existência é suficiente<br />

para explicar muitos fenômenos não compreendidos que acontecem no cosmos, como a<br />

matéria escura ou as anomalias gravitacionais experimentadas pelas sondas espaciais.<br />

Considerando o que foi colocado acima, podemos dispensar então o tão<br />

controverso “Princípio de Mach”, pelo qual se estabelece que as propriedades inerciais e as<br />

gravitacionais da matéria estão de certa forma, ligadas à existência de toda a matéria no<br />

Universo. Também podemos dispensar a influência das estrelas distantes na definição do<br />

tempo próprio do local, porque no comportamento da água, na famosa experiência da Tina<br />

de Newton, (Na qual, se pergunta: como a água sabe que esta em rotação??, em rotação a<br />

que ??) pode ser perfeitamente explicada, se considerarmos que a gravidade e o espaçotempo<br />

são gerados pelos átomos, porque neste caso, a referência seria o próprio átomo<br />

acelerado em relação aos outros, porque cada átomo é uma fonte tempo-gravitacional,<br />

consequentemente, um referencial temporal e uma coletividade deles, definem um tempo<br />

próprio local.<br />

Toda esta intrincada e complexa filosofia, relacionada com a dificuldade de se<br />

explicar a aceleração relativa ou absoluta, encontra solução quando referenciamos o núcleo<br />

do átomo com o presente ou tempo próprio do local. Ou seja, na dependência, da inércia ou<br />

gravidade com o tempo local, é que encontramos a explicação para a questão do sistema de<br />

referência inercial, concluiremos que a taxa da frequência do tempo experimentada pelo<br />

observador, é o que definirá o que será observado.<br />

Podemos, dessa forma, considerar a gravidade, não como sendo uma das quatro<br />

forças básicas ou fundamentais da natureza, mas sim, uma diferença relativa das interações<br />

conhecidas (a força eletromagnética, a força forte e a força fraca). Nas próximas sessões,<br />

veremos como podemos encontrar a gravidade nos átomos e também a importância do<br />

tempo nesta questão.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 7 de 46<br />

03 – A Hipótese de “De Broglie”, a Dualidade da Natureza.<br />

A hipótese de “Louis De Broglie”, experimentalmente comprovada, postula que<br />

a matéria possui um comportamento ondulatório semelhante ao observado para a radiação.<br />

Ou seja, tanto a matéria (elétrons etc.) quanto à radiação (fótons), possuem este<br />

comportamento dual, confirmando-se assim a existência de uma natural simetria na<br />

natureza.<br />

Estas ondas de matéria possuem uma energia total relacionada à frequência de<br />

oscilação, através de uma onda associada ao seu movimento, conforme mostra a relação, de<br />

“De Broglie”, dada pela seguinte equação:<br />

E h . f<br />

[kg.m 2 .s -2 ] (03-01)<br />

Onde: “h” = é a constante de Planck em [kg.m 2 s -1 ].<br />

Ainda, de acordo com “de Broglie” o momento “p” é relacionado com o<br />

comprimento de onda “λ”, da onda associada, por esta outra relação:<br />

p m.<br />

v <br />

h<br />

<br />

[kg.m.s -1 ] (03-02)<br />

Ao analisarmos as equações 03-01 e 03-02 podemos concluir que tudo obedece a<br />

algum tipo de oscilação ou a algum movimento ondulatório, tanto a nível microscópico<br />

quanto a nível macroscópico. Esta característica ondulatória da natureza foi o estopim que<br />

deu origem à matemática da Mecânica Quântica (MQ), a qual se revelou ser uma das mais<br />

precisas teorias já desenvolvidas pela humanidade.<br />

Ao tentar entender as ondas da MQ, ou estas oscilações, ou estes modos de<br />

vibração, frequentemente surge uma pergunta: o que será que elas realmente representam?<br />

Podemos começar especulando que talvez, representem algum tipo de indefinição da matéria<br />

para algum referencial relativo. Ou seja, tanto o Microcosmo quanto o Macrocosmo, de<br />

alguma forma, buscam o equilíbrio em torno de algum ponto comum. Naturalmente surge<br />

então outra pergunta: o que poderia, afinal, ser este referencial? Talvez, seja em relação ao<br />

tempo presente.<br />

Tanto a matéria quanto à radiação apresentam os comportamentos: ondulatório e<br />

corpuscular, independentemente do comprimento da onda. Vale a pena ressaltar que, quando<br />

temos o comportamento ondulatório, este somente é percebido quando se analisa o<br />

movimento através de um sistema, enquanto que, o corpuscular, somente é percebido na<br />

absorção (colapso) ou na emissão (espalhamento).<br />

A partir da hipótese de “de Broglie” e o comportamento dual da natureza, surge<br />

na MQ o Princípio da Incerteza (PI), e ainda, mais adiante, surge à equação de Schroedinger,<br />

como outra consequência. Em parte o PI resulta da pequenez do valor da constante de<br />

Planck “h” e as dificuldades que ela projeta na ótica física. O PI acaba se firmando como<br />

sendo uma lei fundamental da Natureza, que não pode ser violado.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 8 de 46<br />

O pequeno valor de “h” é que mascara o PI para o nosso mundo macroscópico,<br />

de forma muito semelhante como acontece também na relatividade, onde a pequena relação<br />

“v/c” esconde os fenômenos relativísticos das nossas experiências do dia a dia.<br />

Baseado no sucesso da MQ, com sua negação na existência de trajetórias, a<br />

corrente principal da física sugere o abandono do determinismo, mesmo assim, muitos<br />

cientistas influentes acreditam na existência de variáveis escondidas, pelas quais seria<br />

possível, num futuro, encontrar a verdadeira realidade. Porque, a partir da MQ somente nos<br />

é possível fazer interpretações probabilísticas da localização das “partículas” ou encontrar<br />

somente uma função da densidade ou intensidade de uma radiação, isto é uma provável<br />

consequência do nosso limitado conhecimento do funcionamento relacionado à variável<br />

tempo.<br />

" Átomo de H "<br />

???<br />

a<br />

Figura 03-01<br />

e<br />

p<br />

raio<br />

Eletrosfera<br />

A MQ sugere, então, que devemos abandonar os conceitos, de partícula e de<br />

onda, e que, devemos pensar em algo novo que substitua estas ideias! Sugerimos então,<br />

imaginar algo como um “campo”, por exemplo! Ou seja, podemos supor que os elétrons na<br />

eletroesfera não sejam: nem partículas, nem ondas, que sejam tipo, um “campo”, e que estes<br />

“campos” possua simultaneamente estas duas características.<br />

Este “campo” representa a função de onda do elétron, e é nesta distribuição de<br />

densidade de probabilidade que se encontra o elétron assim como a sua carga! Esta carga<br />

elétrica deve, teoricamente, estar distribuída uniformemente por este campo e comportar-se<br />

como uma carga estática, desta forma, conforme estabelece o eletromagnetismo clássico,<br />

não irradiaria energia!<br />

Podemos especular que este “campo” com carga negativa precise possuir algum<br />

modo de vibração ou movimento (provavelmente algum tipo de centrifugação) para se<br />

manter afastado do núcleo (que seria um outro “campo” com carga positiva), e que mesmo


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 9 de 46<br />

com este movimento não irradiasse energia. Afinal, desconhecemos os detalhes<br />

fundamentais ou a real natureza pela qual a carga elétrica se faz presente, assim como do<br />

que ela é constituída.<br />

Sabemos que a irradiação de energia na forma de um campo eletromagnético ou<br />

fótons só acontece no átomo quando temos uma transição quântica ou troca de energia dos<br />

elétrons de um modo de vibração para outro modo de vibração, ou de um equilíbrio para<br />

outro, ou até que o elétron atinja no átomo uma nova estabilidade.<br />

Podemos especular, também, que exista alguma variável desconhecida a<br />

qual impossibilite o elétron “campo”, enquanto estiver ligado e em equilíbrio, de<br />

irradiar energia na forma de fótons. Mas, seria agora apropriado começar a pensar<br />

que este átomo irradia constantemente energia na forma de gravidade.<br />

Como, no geral, os átomos tendem a ser eletricamente neutros! Sabemos que a<br />

única influência que um átomo exerce sobre o espaço-tempo, e que se estende para o<br />

infinito, é a sua gravidade! A gravidade do átomo além de ter uma ação ilimitada é a<br />

evidência da sua presença no espaço-tempo.<br />

Sabemos que os elétrons devem estar no interior dos átomos, isto é verificado<br />

experimentalmente pela observação. E ainda, se comprovou experimentalmente, que o<br />

tamanho dos elétrons é muito reduzido, algo menor que 10 -16 m. Mesmo assim, a MQ<br />

determina a localização do “elétron campo” numa determinada região de probabilidade que<br />

matematicamente pode se estender até o infinito. Evidentemente, um elétron a uma distância<br />

infinita, tem uma probabilidade ínfima de ocorrer, mesmo assim, a MQ sugere, pelo menos<br />

teoricamente, que o átomo não possua um limite espacial.<br />

Podemos com as ferramentas dadas pelo PI procurar um limite espacial<br />

aproximado para os átomos, considerando o que é verificado pela experiência, onde se<br />

observa a existência de um limite espacial para os objetos, prosseguindo desta forma,<br />

podemos encontrar uma velocidade aproximada para os “campos” de elétrons e verificar<br />

suas consequências relativísticas.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 10 de 46<br />

04 – O Princípio da Incerteza Temporal - “P.I.T.”.<br />

O comportamento dual da natureza culminou com a criação dos “campos”, como<br />

vimos no cap. 03. Uma solução matemática, do problema surgido pelas imposições do<br />

Princípio da Incerteza na impossibilidade de localização das partículas. Surge então a<br />

pergunta: qual poderia ser a forma, ou o formato espacial do “campo”, de um elétron?<br />

Vamos dar um nome para este “campo matemático”, para nos auxiliar na sua<br />

descrição, chamá-lo-emos de “elétron-campo”. Podemos encontrar alguma ajuda nas<br />

autofunções da MQ (as funções de onda que descrevem as partículas ligadas), as quais<br />

resultaram da Equação de Schroedinger (E.S.), para uma partícula que, neste caso, se<br />

movimenta tridimensionalmente independente do tempo, ver eq. 04-01:<br />

2 2 2 2<br />

<br />

.<br />

U<br />

E<br />

<br />

<br />

x y z <br />

<br />

2 2<br />

2.<br />

<br />

2<br />

(04-01)<br />

A partir da E.S. é possível encontrar uma função de onda (ψnlm, onde “n, l e m”<br />

são os números quânticos espaciais), com a qual encontramos uma distribuição<br />

probabilística dos elétrons nos orbitais! Sabemos que estes resultados estão em excelente<br />

concordância com o que se observa experimentalmente, e ainda sabemos que a MQ possui<br />

uma grande margem de acerto! Isto significa que, provavelmente, a MQ, deva responder por<br />

boa parte da realidade!<br />

Para a MQ, um sistema atômico consiste em um núcleo carregado positivamente<br />

e uma eletroesfera carregada negativamente, movendo-se sob a influência da atração<br />

coulombiana mútua e ligada por essa atração. Por isso o espaço onde se encontra o “elétroncampo”<br />

deve ser esfericamente simétrico, porque o potencial coulombiano do átomo é<br />

esfericamente simétrico.<br />

Cada sistema atômico possui um conjunto de energias permitidas, para o átomo<br />

de “H” (Z=1) a energia Total (ou o Autovalor), para o caso não relativístico, depende<br />

exclusivamente do número quântico principal “n”, onde, para o estado fundamental do<br />

átomo de ”H” temos:<br />

E n<br />

<br />

E<br />

1<br />

<br />

<br />

( 4<br />

2 4<br />

Z . q<br />

2<br />

. ) . 2.<br />

<br />

0<br />

2<br />

n<br />

2<br />

<br />

13,<br />

6<br />

eV (04-02)<br />

O sinal negativo, da eq. 04-02, significa que o elétron está ligado ao núcleo pela<br />

atração coulombiana. É possível verificar-se a existência de muitas funções de onda<br />

diferentes para o mesmo Autovalor, são as autofunções degeneradas.<br />

No tratamento relativístico de Dirac, a eq. 04-02 assume a seguinte forma:


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 11 de 46<br />

E n<br />

<br />

2<br />

Z . q<br />

<br />

2<br />

( 4 . ) . 2.<br />

0<br />

4<br />

<br />

2<br />

<br />

<br />

1 3<br />

<br />

1<br />

<br />

2<br />

<br />

n n 1 <br />

j <br />

4.<br />

n<br />

<br />

<br />

2 <br />

Onde: “α” é a constante de estrutura fina dada por:<br />

2<br />

q<br />

7,<br />

297.<br />

10<br />

4.<br />

. .<br />

c<br />

2<br />

eV (04-03)<br />

<br />

1 3<br />

0<br />

<br />

1<br />

137<br />

(04-04)<br />

Verificamos na eq. 04-03, a presença do número quântico ”j”, que surge, a parir,<br />

da característica tridimensional do potencial, o qual permite a presença de momentos<br />

angulares no sistema atômico, tendo-se como consequência energias diferentes para o<br />

mesmo número quântico principal. Estas diferenças são as responsáveis pelas raias finas<br />

verificadas no espectro, é são obtidas pela seguinte equação:<br />

Ei E f<br />

h.<br />

c<br />

h.<br />

f <br />

<br />

eV (04-05)<br />

Ou seja, a partir da variação da energia de dois autoestados podemos saber<br />

quais seriam os prováveis números quânticos do “elétron-campo” responsável pela<br />

emissão ou absorção do fóton assim como o número de spin do “elétron-partícula”.<br />

Com isto é possível saber a provável “autofunção”, ou função de onda, de origem e a de<br />

destino de um elétron. Mais adiante, veremos as implicações disto.<br />

Vamos analisar duas funções de onda ou “autofunções”, obtidas a partir da E.S.,<br />

eq. 04-01, com as quais poderemos fazer algumas constatações.<br />

Sabemos que para o átomo de “H” o número atômico, “Z” é igual a um, então,<br />

temos para o número quântico principal, “n = 1” (o estado fundamental), neste caso ainda<br />

temos para o número quântico orbital (ou azimutal) “l” (este só pode assumir o valor 0) “l =<br />

0”, o mesmo vale para o número quântico magnético, “m = 0”, a função de onda ou<br />

autofunção (ψnlm = ψ100), correspondente fica:<br />

<br />

nlm<br />

<br />

100<br />

<br />

3<br />

2<br />

Z . r<br />

<br />

.<br />

1 Z a<br />

. <br />

. e<br />

a <br />

<br />

0 <br />

Onde: a0 = é o raio da menor órbita do átomo de “H” de Bohr.<br />

0<br />

(04-06)<br />

Enquanto, que para o primeiro estado excitado (para o qual o número quântico<br />

principal n = 2), a autofunção (ψnlm = ψ210, para, n = 2, l = 0 ou 1 e m = 0, +1 ou -1) fica:


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 12 de 46<br />

<br />

nlm<br />

<br />

210<br />

<br />

4.<br />

3<br />

2<br />

Z . r<br />

1 Z Z . r <br />

2.<br />

a0<br />

. . e . cos( )<br />

2.<br />

<br />

<br />

<br />

a <br />

<br />

<br />

<br />

0 a <br />

<br />

0 <br />

(04-07)<br />

Com estas funções de onda é possível fazer um gráfico tridimensional da<br />

distribuição de probabilidade (eq. 04-08) do elétron na eletroesfera. Esta distribuição (para a<br />

ψnlm = ψ100) é esférico-simétrica, conforme se vê na fig. 04-01(a), onde à probabilidade de<br />

se encontrar o elétron a uma distância de 0,9 a 1,1 raios de Bohr é algo em torno de 96%.<br />

A densidade de probabilidade se obtém a partir da seguinte equação:<br />

P( r)<br />

nlm<br />

2<br />

(04-08)<br />

Onde: “r” = varia de 0 até o infinito e “θ” = varia de 0 até π.<br />

Sabemos que o “elétron-partícula” (considerando-o, como um ponto) deve estar<br />

ali, em algum lugar daquele volume espacial ou “elétron-campo”, obtido matematicamente.<br />

Porque experimentalmente já foi comprovado, em medições realizadas por colisões, que o<br />

“elétron-partícula” possui uma dimensão diminuta (algo menor que 10 -16 m), ou seja, muitas<br />

ordens de grandeza menor que o tamanho de um “elétron-campo”, no qual, teoricamente ele<br />

estaria distribuído. Considerando então, a dimensão espacial do “elétron-partícula”, este<br />

deve estar contido em algum “ponto ou local” deste “elétron-campo” e de alguma forma, a<br />

sua carga elétrica, deve estar misteriosamente distribuída, para não irradiar energia e<br />

desequilibrar energeticamente o átomo.<br />

"Aspecto tridimensional das funções densidade de probabilidade"<br />

(a)<br />

n = 1<br />

l = 0<br />

m = 0<br />

Figura 04-01<br />

(b)<br />

n = 2<br />

l = 1<br />

m = 0


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 13 de 46<br />

Isto nos leva a algumas constatações:<br />

1ª: Caso dois observadores ou sistemas de observação (SO), em locais ou<br />

ângulos diferentes, ao observarem um átomo de “H”, no qual, o “elétron” se encontra, na<br />

forma de uma função de onda “ψ210”, conforme ilustra a fig. 04-01 (b), por exemplo,<br />

deverão testemunhar, em 3D, a mesma função de onda de distribuição da densidade de<br />

probabilidade do “elétron-campo” (obtida através da Equação de Schroedinger da MQ).<br />

Ou seja, eles deverão obrigatoriamente, verificar os mesmos números quânticos<br />

(espaciais e de spin) para o mesmo “elétron-partícula”, porque se trata da mesma partícula<br />

do mesmo átomo!<br />

Se fizermos um somatório, ou sobrepusermos à informação recebida de “n”<br />

sistemas de observação teremos sempre, para qualquer densidade de probabilidade, uma<br />

distribuição esférico-simétrica.<br />

2ª: Para estes dois diferentes observadores ou sistemas de observação (SO), o<br />

“elétron-partícula”, deverá estar, no mesmo instante, exatamente num mesmo lugar do<br />

“elétron-campo” (ponto “A” da fig. 04-02, por exemplo), ou seja, em uma “percepção<br />

instantânea ou simultânea”, estes dois observadores, concordarão que, espacialmente, o<br />

“elétron-partícula” se encontra num mesmo lugar espacial do “elétron-campo”.<br />

3ª: Caso ocorra uma transição entre estados de energias permitidas ou de<br />

autofunções (conforme estabelecem as regras de seleção). Da “ψ210” para o “ψ100”, por<br />

exemplo, (ver fig. 04-01), o fóton emitido pelo átomo fonte, deverá apresentar a mesma<br />

frequência, ao colapsar no átomo destino, de qualquer um dos dois hipotéticos SO<br />

(considerando simultaneamente a constatação 2ª), ou de qualquer outro, inclusive com o<br />

desvio provocado pelo spin do elétron (responsável pela raia fina)!<br />

4ª: O “elétron” se apresenta de duas formas diferentes, como “elétron-partícula”<br />

e “elétron-campo”, e estas diferenças se manifestam ou são percebidas conforme o<br />

referencial. No microcosmo, ou no átomo, ele é o “elétron-partícula”, enquanto que para o<br />

macrocosmo, ou tudo que se encontra externamente ao átomo, ele é o “elétron-campo”.<br />

Podemos encontrar uma explicação razoável imaginando o “elétron” como<br />

sendo o “elétron-partícula” quando o SO se encontra no seu referencial, enquanto que para o<br />

“elétron-campo” o SO se encontra no referencial do macrocosmo. Ou ainda, imaginar a<br />

existência do “elétron-partícula” quando temos somente um SO, enquanto que, a existência<br />

do “elétron-campo” se justifique quando temos mais de um SO ou uma infinidade.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 14 de 46<br />

05 – A Assimetria do Tempo e o “P.I.T.”.<br />

No cap. 03, devido à natureza relativa da simultaneidade, vimos que o tempo<br />

anda a taxas diferentes em referenciais com movimento relativo. É constatado teórica e<br />

experimentalmente que em locais onde temos variação no potencial gravitacional, ou em<br />

ambientes sujeitos a uma variação inercial, também se verifica a existência de frequências<br />

temporais diferentes, uma consequência da Teoria da Relatividade Geral.<br />

Então, para o mundo microscópico ou subatômico, onde também se verifica o<br />

movimento relativo assim como a presença de inércias, devemos aceitar a validade destes<br />

fenômenos, que introduzem a coexistência do passado e do futuro num mesmo ambiente ou<br />

a “incerteza no tempo presente”.<br />

Sistema de<br />

observação A<br />

Figura 05-01<br />

a<br />

" Átomo de H "<br />

e<br />

Sistema de<br />

observação B<br />

Considerando a existência de frequências temporais diferentes, num sistema<br />

atômico, devemos admitir que, quando imaginarmos este microcosmo num ambiente maior<br />

ou macrocosmos, que podemos adotar como referencia, devemos ter um local do<br />

microcosmo que se encontre em equilíbrio temporal ou acompanhe a velocidade do fluxo do<br />

tempo próprio do macrocosmo.<br />

Delegamos este local, no átomo, ao núcleo, ou ao seu centro de massa (CM), que<br />

até poderia ser um local geometricamente próximo do núcleo, como sendo, este o ponto de<br />

referência ao macrocosmo. Devemos considerar, também, que além deste se encontrar<br />

geometricamente no centro é nele que se concentra a maior parte da massa, sempre numa<br />

proporção média maior que 2000 para um. Podemos então dizer, que é através deste ponto<br />

central que se estabelece uma ligação temporal, do tempo de referência nuclear ao ambiente<br />

exterior ou macrocosmos.<br />

Afinal temos que ter algum relógio padrão, ou local, como referencial de<br />

comparação, tipo um tempo padrão que possa servir de referencia, pelo qual possamos fazer<br />

comparações no fluxo ou na velocidade com que o tempo evolui. A escolha de um ambiente<br />

no qual não exista grande variação de velocidades entre seus constituintes seria um ponto<br />

p<br />

raio


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 15 de 46<br />

referencial mais indicado, para o caso de um átomo, podemos adotar outros átomos ou<br />

macroestruturas que se encontrem nas imediações ou aquilo que o cerca externamente ao<br />

macrocosmo.<br />

Nos átomos mais pesados, este ponto de referência fica melhor definido, devido<br />

à distribuição mais homogênea dos elétrons na eletrosfera e a concentração maior de massa<br />

(? = energia) no núcleo, enquanto que nos átomos mais leves este ponto oscila<br />

consideravelmente. Este é um motivo, pelo qual, na experiência da dupla fenda (que<br />

veremos no maia adiante) com átomos leves, também são observadas as figuras de<br />

interferência características de fótons ou elétrons. Este também é o motivo da dificuldade de<br />

se realizar esta mesma experiência com átomos muito pesados.<br />

Para fazer uma experiência imaginada desenhamos na figura 05-01 o esquema<br />

de um átomo de H, onde este possui dois Sistemas de Observação (S.O.), o A e o B,<br />

colocados em lados opostos ou em locais diferentes, é importante que isto seja imaginado<br />

em três dimensões.<br />

Entende-se por sistema de observação (S.O.), um local ou uma unidade,<br />

constituída por um ou uma coletividade grande de átomos, e que, entre eles se estabeleça um<br />

referencial, consolidando dessa forma um tempo próprio do local, totalmente independente<br />

das oscilações temporais individuais dos átomos e/ou de suas partes, evidentemente, que<br />

dentro das condições estabelecidas pelos princípios da relatividade.<br />

Fazendo-se agora uma experiência imaginada, onde se supõe que às partes<br />

integrantes deste átomo, num determinado instante quaisquer, emitam um sinal de natureza<br />

irrelevante, tipo um flash, que possua velocidade da luz c, pode-se verificar o seguinte:<br />

Para o S.O. A, o sinal do elétron, chega no tempo “te = (l - raio)/c”, enquanto<br />

que o sinal do núcleo no tempo “tp = l / c ”, verificamos que “te < tp”, ou seja, constata-se<br />

que o elétron, para o S.O. A, encontra-se no futuro, porque o sinal chega antes que o sinal<br />

de referência do núcleo, ou seja, aqui o elétron esta no futuro do tempo próprio do local.<br />

Para o S.O. B, o sinal do elétron chega depois, verificando que ele se encontra<br />

no passado em relação ao núcleo ou macro tempo.<br />

Verifica-se ainda, que cada S.O., constata uma realidade diferente para este<br />

átomo, conclui-se então que o elétron oscila entre o passado e o futuro, como uma senoide<br />

(visualizada em 2D), conforme ilustra a Fig.05-02., e ainda, que cada S.O., terá uma<br />

senoide diferente.<br />

É no somatório destas ondas senoidais, do todos os SO, que está alicerçada a<br />

matemática da MQ. Somente no colapso é que a MQ pode atribuir à partícula uma<br />

determinada onda de um determinado conjunto de possibilidades, antes disso é só incerteza.<br />

Esta oscilação, imaginada em três dimensões, se apresenta como se fosse uma<br />

curva helicoidal ou um espiral, ou, quando projetada num gráfico de duas dimensões, como<br />

vemos na fig.05-02, ela se assemelha a uma onda senoidal.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 16 de 46<br />

Futuro<br />

Passado<br />

Tempo Próprio do elétron x Tempo Próprio do Núcleo<br />

" Sist. Obs. A " " Sist. Obs. B "<br />

Figura 05-02<br />

Pode-se observar que este passado recente ou este futuro próximo, observados<br />

nos átomos, são tempos muito pequenos, e são diretamente proporcionais ao tamanho do<br />

átomo, só por curiosidade, podemos ter uma ideia deste tempo:<br />

tempo<br />

Órbita helicoidal do<br />

Tempo Próprio do Elétron<br />

Tempo Próprio<br />

no Centro<br />

do Núcleo<br />

<br />

r<br />

Bohr<br />

c<br />

Sentido Positivo<br />

do Tempo<br />

<br />

<br />

1,<br />

7.<br />

10<br />

Futuro<br />

Passado<br />

19<br />

Órbita helicoidal do<br />

Tempo Próprio do Elétron<br />

Tempo Próprio<br />

no Centro<br />

do Núcleo<br />

Sentido Positivo<br />

do Tempo<br />

s (05-01)<br />

Experimentalmente, já foi constatado, que, quando se “observa” o escape de um<br />

elétron do átomo, verifica-se que ele o faz “obrigatoriamente” pelo núcleo, mesmo sabendose<br />

que ele não poderia estar ali. Ou seja, temos aqui uma confirmação experimental de que é<br />

pelo núcleo, a ligação do sistema temporal atômico, com o tempo de referência externo ou<br />

tempo próprio do local dos sistemas de observação.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 17 de 46<br />

06 – Einstein’s “Gedankenexperiment”.<br />

O desenvolvimento da Relatividade Geral (“RG”) começou, basicamente, pela<br />

análise do “gedankenexperiment” proposto por Einstein em 1916 e reproduzido na figura<br />

06-01. Ao se colocar o disco numa determinada rotação, se simula artificialmente a geração<br />

de uma inércia equivalente a de um sistema gravitacional.<br />

Einstein`s "Gedankenexperiment".<br />

a b<br />

Figura 06-01<br />

Vamos supor que estes dois relógios apresentados na figura 06-01, tanto o “a”<br />

quanto o “b”, emitam semelhante sinal constante numa determinada frequência “f”.<br />

Sabemos, considerando a Relatividade Especial (ou RR) e as transformadas de “Lorentz”,<br />

que, em relação ao ponto “b” (ou no referencial do ponto “b”), ou a de qualquer observador<br />

em repouso em relação ao ponto “a”, a frequência registrada pelo relógio “a” será de:<br />

f<br />

a<br />

<br />

f<br />

b<br />

.<br />

r<br />

v<br />

1<br />

c<br />

2<br />

a<br />

2<br />

Onde a velocidade linear do relógio “a”, é:<br />

va . r<br />

[s -1 ] (06-01)<br />

[m.s -1 ] (06-02)<br />

Considerando isto, a RG postula que o tempo evolui a taxas diferentes para<br />

locais onde se tenha diferenças na intensidade do Potencial Gravitacional. Sabemos que isto<br />

já foi exaustivamente testado, e sempre confirmado. Ou seja, se trocássemos os relógios por<br />

átomos, poderíamos afirmar que: um observador no referencial “b”, ou em repouso em<br />

relação à rotação do disco, perceberá que um hipotético átomo colocado no ponto “a” terá<br />

uma vibração menor (ou terá o tempo fluindo a taxas menores), do que, um átomo idêntico<br />

no ponto “b”, ou no seu referencial.<br />

A consequência disto para a “Gravidade de Origem Atômica”, e que, o mesmo<br />

átomo gerará no ponto “b” mais inércia do que no ponto “a”. Temos aqui a influência direta<br />

da intensidade do Potencial Gravitacional modulando a geração da gravidade.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 18 de 46<br />

Fluxo do Tempo<br />

a taxas menores.<br />

Potencial Gravitacional presente no "Disco".<br />

Potencial<br />

Gravitacional<br />

+ baixo<br />

Figura 06-02<br />

Ou seja, para saber em qual taxa de frequência os átomos vibram, necessitamos<br />

saber em quanto varia o Potencial Gravitacional, veja figura 06-02. Sabemos que a grandeza<br />

do Potencial Gravitacional em um determinado local é equivalente a Energia Potencial de<br />

um objeto, nesse local, dividida pela sua massa.<br />

<br />

<br />

<br />

U<br />

m<br />

[m 2 .s -2 ] (06-03)<br />

O sinal negativo é introduzido ao se considerar à gravidade como sendo uma<br />

força sempre atrativa. Devemos realizar um trabalho contra a forca centrifuga (ou da<br />

aceleração artificial ou da equivalente aceleração da gravidade apresentada pelo sistema)<br />

para transportar uma massa (por exemplo) do ponto “a” ao ponto “b”.<br />

Se considerarmos a variação de Potencial Gravitacional, temos:<br />

<br />

<br />

Direção de aumento do<br />

Potencial Gravitacional.<br />

<br />

r<br />

a b<br />

U<br />

m<br />

[m 2 .s -2 ] (06-04)<br />

Para forças que variam com o inverso do quadrado da distância, usamos o<br />

“Teorema do Virial”, no qual a conversão entre a Energia Cinética “K” e a Energia<br />

Potencial “U” e feita pelo fator 1/2. Ou seja:<br />

1<br />

K . U<br />

2<br />

Potencial<br />

Gravitacional<br />

+ alto<br />

<br />

Como a Energia Cinética, no ponto “a”, é igual a:<br />

Fluxo do Tempo<br />

a taxas maiores.<br />

<br />

[kg.m 2 .s -2 ] (06-05)


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 19 de 46<br />

K a<br />

<br />

1<br />

. m.<br />

<br />

2<br />

2 .<br />

r<br />

2<br />

[kg.m 2 .s -2 ] (06-06)<br />

A equivalente Energia Potencial, no ponto “b”, será de:<br />

2 2<br />

Ub m.<br />

. r<br />

[kg.m 2 .s -2 ] (06-07)<br />

Considerando isto, sabemos que no ponto “a” a Energia Potencial será de:<br />

U 0<br />

[kg.m 2 .s -2 ] (06-00)<br />

a<br />

Analisando uma freqüência em “a” no Referencial do ponto “b”:<br />

Ao nos deslocarmos do ponto “b” para o ponto “a” experimentamos uma<br />

variação de energia potencial de:<br />

2 2<br />

U a<br />

b Ub<br />

Ua<br />

m.<br />

. r<br />

[kg.m 2 .s -2 ] (06-08)<br />

Então, para a variação do Potencial Gravitacional do ponto “b” para o ponto<br />

“a” (“∆Φa-b = Φa - Φb”),, temos:<br />

<br />

U<br />

m<br />

ab<br />

2 2 2<br />

ab<br />

. r va<br />

[m 2 .s -2 ] (06-09)<br />

E a freqüência (conforme equação 06-01) no ponto “a” se obtém por:<br />

f<br />

a<br />

<br />

Ou ainda:<br />

f<br />

a<br />

<br />

f<br />

b<br />

.<br />

f<br />

b<br />

<br />

1<br />

c<br />

.<br />

v<br />

1<br />

c<br />

ab<br />

2<br />

2<br />

a<br />

2<br />

[s -1 ] (06-10)<br />

[s -1 ] (06-01)<br />

Que é exatamente a mesma equação 06-01 dada anteriormente. Ou seja, um<br />

relógio oscilando numa determinada freqüência no ponto “b” terá sua freqüência reduzida<br />

no ponto “a” pela influência do Potencial Gravitacional.<br />

Analisando uma freqüência no ponto “b” tendo como referencial o ponto “a”:<br />

Se mudarmos o referencial para o ponto “a”, teremos uma variação da Energia<br />

Potencial indo do ponto “a” para o ponto “b” de:


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 20 de 46<br />

<br />

<br />

Ub a Ua<br />

Ub<br />

m<br />

2 2<br />

. . r<br />

[kg.m 2 .s -2 ] (06-11)<br />

E uma variação no Potencial Gravitacional (“∆Φb-a = Φb - Φa”), de:<br />

U<br />

m<br />

ba<br />

2 2 2<br />

ba<br />

. r va<br />

E a frequência em “b” se obtém por:<br />

f<br />

b<br />

<br />

f<br />

a<br />

.<br />

Substituindo, temos:<br />

f<br />

b<br />

<br />

f<br />

a<br />

<br />

1<br />

c<br />

.<br />

v<br />

1<br />

c<br />

ba<br />

2<br />

2<br />

a<br />

2<br />

[m 2 .s -2 ] (06-12)<br />

[s -1 ] (06-13)<br />

[s -1 ] (06-14)<br />

O que podemos perceber em relação a uma hipotética massa “m”,<br />

colocada no ponto “a”, deste disco em rotação. Veja figura 06-03.<br />

Uma Massa em Rotação no "Disco".<br />

a = - va ^ 2<br />

kg a kg<br />

Figura 06-03<br />

r<br />

b = 0<br />

Considerando os princípios da relatividade, qual seria a grandeza de uma<br />

hipotética massa “m” colocada no ponto “a”, para o referencial do ponto “b”? Sabemos<br />

b<br />

<br />

va


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 21 de 46<br />

pela Relatividade Especial que esta massa se encontrará dilatada para o referencial de “b”, e<br />

esta dilatação é obtida por:<br />

m<br />

a<br />

<br />

m<br />

b<br />

v<br />

1<br />

c<br />

2<br />

a<br />

2<br />

[kg] (06-15)<br />

Ou seja, temos uma variação na massa. Qual seria a grandeza desta variação:<br />

<br />

<br />

1 <br />

m m.<br />

1<br />

2 <br />

va<br />

<br />

1<br />

2 <br />

c <br />

[kg] (06-16)<br />

Esta variação de massa representa uma energia, que pode ser obtida por:<br />

E <br />

2<br />

m . c<br />

[kg.m 2 .s -2 ] (06-17)<br />

Quantitativamente podemos constatar que esta energia “E” é pouca coisa<br />

maior que a energia cinética “K”. De certa forma ela complementa, no ponto “a”, a<br />

energia potencial “U” presente no disco no ponto “b”, para o referencial do ponto “b”.<br />

Ou ainda:<br />

K <br />

1<br />

2<br />

m<br />

.<br />

va<br />

<br />

<br />

1 <br />

m <br />

2<br />

2<br />

. 1<br />

. . .<br />

2 c m va<br />

v<br />

2<br />

a 1<br />

<br />

2 <br />

<br />

c<br />

<br />

2<br />

1<br />

[kg.m 2 .s -2 ] (06-06)<br />

[kg.m 2 .s -2 ] (00-00)<br />

Aqui temos uma pequena diferença entre a energia cinética “K” e a energia<br />

obtida em 06-17<br />

Eg E K<br />

[kg.m 2 .s -2 ] (06-18)<br />

O que será que esta pequena ENERGIA de origem relativística, representa<br />

para um referencial em repouso em relação ao disco?


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 22 de 46<br />

Vamos analisar agora o sistema ilustrado pela figura 06-04, no qual<br />

reproduzimos algumas semelhanças com o sistema da figura 06-02. Anteriormente<br />

simulamos uma inércia artificial e agora temos um objeto de grande massa num espaço<br />

vazio que gera inércia naturalmente ou gravidade.<br />

Propositalmente colocamos os relógios na mesma seqüência de aumento da<br />

intensidade do potencial gravitacional.<br />

M<br />

"O Potencial Gravitacional e o fluxo do TEMPO"<br />

Grande<br />

Quantidade<br />

de<br />

átomos.<br />

R<br />

Neste caso o Potencial Gravitacional é obtido por:<br />

<br />

L1<br />

Figura 06-04<br />

<br />

G .<br />

Potencial<br />

Gravitacional<br />

+ baixo<br />

M<br />

L<br />

Direção de aumento do<br />

Potencial Gravitacional.<br />

a b<br />

Fluxo do Tempo<br />

a taxas menores.<br />

[m 2 .s -2 ] (06-19)<br />

Onde: “Φg” = é o Potencial Gravitacional. [m 2 .s -2 ].<br />

“M” = massa do objeto. [kg]<br />

“G”= Constante Universal da Gravidade, [m 3 . kg -1 .s -2 )].<br />

“L”= Distância ao centro de “massa” (c.m.) da gravidade Newtoniana, ou distância<br />

ao centro gravitacional dos átomos geradores do campo gravitacional considerado [m].<br />

De forma semelhante como foi obtida anteriormente, a freqüência, de um relógio<br />

no ponto “b”, é obtida por:<br />

L2<br />

Potencial<br />

Gravitacional<br />

+ alto<br />

Fluxo do Tempo<br />

a taxas maiores.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 23 de 46<br />

f<br />

b<br />

<br />

f<br />

a<br />

.<br />

<br />

1<br />

c<br />

ba<br />

2<br />

Para o Potencial em “b” temos:<br />

M<br />

G .<br />

L<br />

[s -1 ] (06-14)<br />

b <br />

[m<br />

2<br />

2 .s -2 ] (06-19)<br />

Para o Potencial em “a” temos:<br />

M<br />

G .<br />

L<br />

a <br />

[m<br />

1<br />

2 .s -2 ] (06-19)<br />

Para a variação temos:<br />

1 1<br />

b<br />

a G.<br />

M.(<br />

)<br />

[m<br />

L L<br />

2 .s -2 ] (06-20)<br />

1<br />

2<br />

Como a “∆Φb-a” é > 0, a freqüência em “b” será maior que em “a”.<br />

O que poderíamos afirmar em relação a um determinado período de<br />

tempo? Sabemos que a freqüência é inversamente proporcional ao tempo, ou seja:<br />

1<br />

1<br />

tb<br />

e a ta<br />

<br />

[s] (06-21)<br />

f<br />

f<br />

b<br />

Isto que dizer que para o caso de se analisar uma variação de tempo no<br />

ponto “a”, se terá no referencial do ponto “b”, uma variação de tempo obtida por:<br />

t<br />

b<br />

<br />

t<br />

a<br />

<br />

1<br />

c<br />

ba<br />

2<br />

a<br />

[s] (06-22)<br />

Como era de se esperar, ao considerarmos que a ∆Φb-a é > 0, o tempo anda a<br />

taxas mais rápidas no ponto “b”. Um determinado período de tempo no ponto “a” terá no<br />

ponto “b” um período menor!


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 24 de 46<br />

07 – Relatividade Geral Simplificada.<br />

Obtivemos Anteriormente a equação 06-22, na qual constatamos a<br />

dependência do tempo com a variação do Potencial Gravitacional. Mas precisamos verificar<br />

se ela está de acordo com a realidade, ou seja, verificar se com ela se pode obter resultados<br />

que estejam dentro das previsões do que já foi observação ou comprovado<br />

experimentalmente. A idéia é simular a passagem de um fóton tangencialmente ao Sol e<br />

verificar o desvio sofrido por este, utilizando para o cálculo a equação 06-22.<br />

t<br />

b<br />

<br />

t<br />

a<br />

<br />

1<br />

c<br />

ba<br />

2<br />

[s] (06-22)<br />

Na figura 07-01, propositalmente feito sem escala, podemos verificar o<br />

ângulo que sofre um fóton ao passar rente a um objeto muito massivo. Sabemos que o SOL<br />

produz em média um desvio de 1,75 segundos de arco para os fótons que passam rente ao<br />

seu raio.<br />

Ângulo<br />

Desenvolvemos um algoritmo, o mais simples possível, no qual podemos<br />

simular uma grade (N divisões) bidimensional (em 2D) a qual divide o volume (neste caso<br />

uma superfície) espacial em frações de tempo, e com ela visualizar melhor a curvatura do<br />

espaço tempo imposto pelo potencial gravitacional. Este algoritmo também funciona em 3D,<br />

é só acrescentar o eixo z.<br />

"Deflexao dos Fotons pela massa do SOL"<br />

Radii<br />

SUN<br />

a<br />

M<br />

y<br />

Figura 07-01<br />

b<br />

x


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 25 de 46<br />

Análise Geomêtrica<br />

Deduzimos pela geometria configurada, conforme mostra a figura 07-02, as<br />

equações das componentes da aceleração do fóton.<br />

a x<br />

a y<br />

v<br />

vx<br />

G.<br />

Ms<br />

2<br />

L<br />

<br />

sen.<br />

<br />

<br />

arctg<br />

<br />

x <br />

G.<br />

Ms.<br />

x<br />

3<br />

y<br />

<br />

<br />

<br />

L<br />

G.<br />

Ms x <br />

G.<br />

Ms.<br />

y<br />

cos.<br />

arctg<br />

<br />

2<br />

3<br />

L <br />

y<br />

<br />

<br />

<br />

L<br />

[m.s -2 ] (07-01)<br />

[m.s -2 ] (07-02)<br />

A fração de tempo “dt” é obtida para a distância de uma unidade astronômica<br />

(distância do Sol a Terra), onde esta é dividida pela velocidade “c” da radiação e pelo fator<br />

“N” da grade (quanto maior for o “N” maior a precisão).<br />

O ângulo em segundos de arco é obtido por:<br />

<br />

Rs<br />

L<br />

b<br />

vy<br />

dx<br />

a<br />

vx=0<br />

vy = c<br />

360.<br />

60.<br />

60<br />

Ângulo .<br />

2.<br />

<br />

Figura 07-02<br />

[00.00.00 o ] (07-03)<br />

A seguir apresentamos os dois algoritmos, um para calcular o desvio pelas<br />

equações de Newton, e o outro para o cálculo pela equação 06-22 da RG.<br />

dy<br />

a<br />

ax<br />

Rs<br />

L<br />

ay<br />

b<br />

a


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 26 de 46<br />

POR NEWTON:<br />

Onde:<br />

dt<br />

x<br />

1.<br />

U.<br />

A.<br />

<br />

c . N<br />

Rs y<br />

y 1.<br />

U.<br />

A<br />

0<br />

vx 0 vy<br />

c<br />

Não<br />

x Rs <br />

Ângulo 2 . arctg . <br />

<br />

<br />

<br />

y <br />

FIM<br />

Sim<br />

2<br />

L x <br />

1.U.A. = corresponde a distância de uma unidade astronômica.<br />

Rs = raio do Sol.<br />

Ms = massa do Sol.<br />

c = velocidade da radiação no vácuo.<br />

N = fator de divisão da grade, quanto maior, maior será a precisão.<br />

y<br />

G.<br />

Ms.<br />

x<br />

ax 3<br />

L<br />

G.<br />

Ms.<br />

y<br />

a y 3<br />

L<br />

vx vx<br />

ax<br />

. dt<br />

vy vy<br />

ay<br />

. dt<br />

d x vx<br />

d y vy<br />

x x <br />

y y <br />

2<br />

. dt<br />

. dt<br />

dx<br />

dy


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 27 de 46<br />

PELA RELATIVIDADE GERAL:<br />

dt<br />

x<br />

Não<br />

1.<br />

U.<br />

A.<br />

<br />

c . N<br />

Rs y<br />

vx 0 vy<br />

y 1.<br />

U.<br />

A<br />

x Rs <br />

Ângulo 2 . arctg . <br />

<br />

<br />

<br />

y <br />

FIM<br />

0<br />

c<br />

Resultados:<br />

Newton: 0,87430255 segundos de arco.<br />

RG: 1,74363786 segundos de arco.<br />

Os resultados encontrados (para um N = 10 10 ) estão inteiramente de acordo<br />

com a observação pela relatividade geral.<br />

Sim<br />

2<br />

L x <br />

y<br />

G.<br />

Ms.<br />

x<br />

ax 3<br />

L<br />

G.<br />

Ms.<br />

y<br />

a y 3<br />

L<br />

vx vx<br />

ax<br />

. dt<br />

vy vy<br />

ay<br />

. dt<br />

d<br />

d<br />

x<br />

y<br />

v<br />

x<br />

v<br />

y<br />

.<br />

.<br />

x x <br />

y y <br />

2<br />

dt<br />

v<br />

1<br />

c<br />

dt<br />

2<br />

x<br />

2<br />

v<br />

1<br />

c<br />

dx<br />

dy<br />

2<br />

y<br />

2


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 28 de 46<br />

08 – Assimetrias Eletromagnéticas.<br />

Sabemos que nem tudo na Natureza é simétrico. Afinal se tudo fosse idealmente<br />

simétrico, nós não estaríamos aqui, agora, lendo este texto, porque nossa antimatéria já teria<br />

aniquilado nossa matéria. Para entender a origem da gravidade precisamos entender a falta<br />

de simetria dos fenômenos eletromagnéticos. Porque é nesta falta de simetria que surge a<br />

gravidade. Os movimentos dos elétrons no interior dos átomos se reportam de forma<br />

diferente para referenciais diferentes. Estas oscilações em trono do tempo presente têm<br />

como conseqüência para um determinado referencial, a geração de uma aparente inércia.<br />

Para entendermos esta falta de simetria, vamos imaginar um bastão que seja<br />

um isolante ideal, no qual, temos duas esferas metálicas fixadas nas pontas, uma, com carga<br />

elétrica positiva (ou seja, átomos com falta de elétrons) e a outra, negativa (átomos com<br />

excesso de elétrons). Num espaço interestelar totalmente vazio, através de um cabo fixado<br />

no meio do bastão, este é, agora, puxado por uma nave espacial (1) com velocidade<br />

uniforme, veja na fig. 08-01.<br />

Forças relativas entre cargas em movimento.<br />

S. O. B<br />

v = 0 (m/s)<br />

Figura 08-01<br />

2<br />

S. O. A<br />

O Sistema de Observação “A” (SO A), no referencial da nave (1), constata que<br />

existe somente uma força de atração de origem coulombiana entre as esferas. Enquanto que,<br />

o SO B, num referencial sem velocidade ou em repouso, pelo qual, a nave passa com<br />

determinada proximidade, constata que além da força de atração coulombiana, existem<br />

forças de origem eletromagnética, que resultam do movimento relativo das cargas elétricas.<br />

Um terceiro SO, C, numa nave (2) com mesma velocidade uniforme da nave um,<br />

mas em direção contrária, constatará duas vezes mais força de atração de origem<br />

eletromagnética do que o SO B.<br />

Então, podemos concluir que duas cargas elétricas, iguais ou opostas, a uma<br />

determinada distância, em movimento uniforme e paralelo na mesma direção, terão forças de<br />

atração diferentes para observadores em referencias diferentes.<br />

v<br />

S. O. C<br />

v<br />

1


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 29 de 46<br />

Considerando o que vimos para duas cargas quando acopladas, vamos verificar o<br />

que se constata quando, estas agora, estão separadas. Sabemos que uma carga elétrica em<br />

movimento gera um campo magnético, e este campo, por sua vez, exerce uma força sobre<br />

outra carga elétrica que esteja igualmente em movimento. Obrigatoriamente, devemos ter<br />

cargas em movimento para que haja interação. Ou seja, verifica-se que existe uma interação<br />

recíproca, como se tivéssemos duas correntes elétricas. Acontece que esta interação não é<br />

simétrica, sabemos que se estas cargas estiverem se deslocando, perpendicularmente entre sí,<br />

uma das forças será nula, enquanto que num deslocamento paralelo ou antiparalelo, teremos<br />

a ação máxima desta força entre as cargas.<br />

A influência entre as cargas ainda depende do ângulo entre a direção do<br />

deslocamento e a orientação do campo. Esta força pode variar de zero (perpendicular) até<br />

um determinado valor máximo (paralelo). E ainda se verifica que estas forças não obedecem<br />

à terceira lei de Newton.<br />

Forças relativas entre cargas em movimento.<br />

v = 0<br />

S. O. B<br />

Figura 08-02<br />

Fp-e<br />

p<br />

v<br />

Na fig.08-02, podemos observar duas cargas com deslocamento perpendicular<br />

entre si. Verificamos que para o SO B, que se encontra em repouso, se constata a existência<br />

na partícula “e”, de uma força “Fp-e”, esta é devida à indução do campo magnético da<br />

partícula “p”, em deslocamento com velocidade “v”. Se considerarmos a percepção das<br />

forças, do exemplo da figura 08-01, podemos supor que, aqui, o SO A, no referencial da<br />

partícula “p”, não percebe esta força “Fp-e”, enquanto que o SO C, no referencial da<br />

partícula “e”, o percebe igualmente ao SO B que se encontra em repouso.<br />

Verificamos, acima, a importância do referencial na percepção das forças de<br />

origem eletromagnética ente duas cargas elétricas. Então, podemos dizer que é muito difícil<br />

afirmar quais forças realmente agem num átomo. Porque cada observador terá uma<br />

percepção diferente em relação à própria realidade do átomo.<br />

e<br />

v<br />

S. O. C<br />

S. O. A<br />

2 v<br />

v<br />

1


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 30 de 46<br />

09 – Gravidade Atômica.<br />

Vamos imaginar uma situação na qual criamos um “Universo” muito<br />

pobre, o qual possua somente a presença de “Um Único Átomo”. Vamos supor, ainda,<br />

que este átomo seja um átomo de hidrogênio. Veja figura 09-01.<br />

"Universo composto somente por um átomo de H"<br />

"Núcleo"<br />

p +<br />

b<br />

Figura 09-01<br />

Sabemos que este único átomo, deste pobre Universo, não sofre nenhum tipo<br />

de perturbação ou interferência externa, de qualquer tipo ou origem. A Mecânica Quântica<br />

estabelece a existência de um perfeito equilíbrio entre a força coulombiana (que resulta da<br />

atração entre as cargas elétricas), e a força centrifuga (que resulta da cinética do elétron). Ou<br />

seja:<br />

Força Força<br />

[kg.m.s -2 ] (09-01)<br />

Coulombian a<br />

Centrífuga<br />

Vamos supor que a teoria de Newton esteja correta (massa atrai massa). Neste<br />

contexto (agindo entre o núcleo e a eletroesfera) temos a presença da força gravitacional. O<br />

núcleo atômico possui uma massa que é muitas ordens de grandeza, maior que a massa<br />

presente na eletroesfera. Sabemos que esta força de atração gravitacional possui uma<br />

grandeza insignificante, mas mesmo assim, devemos introduzi-la como sendo mais uma<br />

força central, afinal a observação comprova a sua existência. Então temos:<br />

Força <br />

Coulombian a<br />

Força Gravitacional<br />

Força Centrífuga [kg.m.s -2 ] (09-02)<br />

Temos aqui duas forças centrais que agem pela regra do inverso do quadrado<br />

da distância. Ou seja, já podemos perceber aqui que para termos um equilíbrio, as forças<br />

originais não podem ser exatamente iguais.<br />

Força Força<br />

[kg.m.s -2 ] (09-03)<br />

Coulombian a<br />

Força de atração<br />

coulombiana<br />

"Eletroesfera"<br />

a<br />

Centrífuga<br />

e -<br />

ve ?<br />

Força de<br />

centrifugacao


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 31 de 46<br />

Sabemos da Relatividade Especial que uma massa em movimento possui,<br />

para um referencial em repouso, sua grandeza dilatada dependendo da velocidade do<br />

deslocamento. É importante lembrar que esta massa só se apresentará dilatada para o<br />

referencial do núcleo, ou seja, é uma massa relativa. E esta massa é obtida pela equação 06-<br />

15 ou para a massa do elétron por:<br />

m<br />

Elétron<br />

<br />

m<br />

o Elétron<br />

v<br />

1<br />

c<br />

2<br />

Elétron<br />

2<br />

[kg]<br />

(09-04)<br />

Por outro lado, a mecânica ondulatória estabelece que os elétrons<br />

possuem estados estacionários ou orbitas não irradiantes, nas quais os elétrons não<br />

perdem energia, evitando assim o colapso contra o núcleo.<br />

A inercia do "eletron campo".<br />

Potencial<br />

Gravitacional<br />

+ baixo<br />

e-<br />

Figura 09-02<br />

a<br />

Direção de aumento do<br />

Potencial Gravitacional.<br />

r<br />

Potencial<br />

Gravitacional<br />

+ alto<br />

Ou seja, podemos especular que no átomo exista algum efeito, de<br />

natureza ainda desconhecido, que gera uma inércia, de semelhante natureza ao de um<br />

campo gravitacional, o qual possua a propriedade de manter a carga do elétron (aqui<br />

estamos nos referindo somente a carga elétrica do elétron) orbitando na eletroesfera<br />

numa condição estacionária ou de imobilidade. Algo como o que mostra a figura 09-02.<br />

Sendo este o caso podemos ainda especular que a massa do elétron seja<br />

distribuída por um tipo de campo (como o disco da figura 09-02), o qual, em rotação, possui<br />

essa função de gerar uma inércia. Nesta condição o átomo apresenta para um observador<br />

externo uma realidade que está de acordo com as previsões da física.<br />

Podemos acreditar que esta seja a realidade, afinal a força centrifuga e as<br />

forças gravitacionais possuem uma natureza semelhante e ainda possuem as mesmas<br />

unidades.<br />

b<br />

<br />

v


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 32 de 46<br />

"A Centrifugação do Elétron-Campo"<br />

Figura 09-03<br />

Na figura 09-03 as setas em negrito identificam o campo do potencial inercial<br />

ou o equivalente potencial gravitacional gerado pela centrifugação do elétron-campo (bem<br />

mais forte) e as setas vazadas o campo do potencial gravitacional gerado pela gravidade do<br />

átomo (bem mais fracas).<br />

Percebemos que é na superfície atômica (ou na calota esférica da eletroesfera)<br />

a região do potencial mais baixo. Este é o limite externo do átomo, ou a fronteira que separa<br />

o microcosmo do macrocosmo. Vamos acreditar em Newton e encontrar os Potenciais<br />

Gravitacionais (“P.G.”) gerados pela massa deste átomo:<br />

<br />

g<br />

<br />

<br />

m<br />

.<br />

L<br />

G Átomo<br />

[m 2 .s -2 ] (09-05)<br />

Ou seja, independentemente da origem, para qualquer ponto “L” acima do raio<br />

atômico, o átomo deverá apresentar ao macrocosmo um campo escalar de Potencial<br />

Gravitacional! Isto é o que se observa na natureza!<br />

Na continuação vamos acrescentar mais um átomo ao nosso pobre<br />

“Universo”, este passará a ter agora “dois ÁTOMOS”, veja figura 09-04.<br />

p +<br />

b<br />

"Núcleo"<br />

"Eletroesfera"<br />

a<br />

e -<br />

v [m/s]


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 33 de 46<br />

g (B)<br />

" Universo com 2 Átomos "<br />

i<br />

Átomo A Átomo B<br />

Figura 09-04<br />

O que irá acontecer com dois átomos? Será que um vai percebe a presença da<br />

gravidade do outro? De acordo com Newton, sim, afinal os átomos possuem massa. A<br />

presença de um irá influenciar o outro pelo Potencial Gravitacional imposto pelo mesmo. No<br />

referencial do núcleo temos na eletroesfera a presença de um Potencial, de:<br />

<br />

i<br />

<br />

v<br />

2<br />

Elétron<br />

[m 2 .s -2 ] (09-06)<br />

Este Potencial Inercial, para um referencial externo ao núcleo, não apresenta<br />

características atrativas, mas sim repulsivas por isso agora o sinal é positivo. Vamos chamá-<br />

lo de Potencial Inercial atômico, percebido pelo macrocosmo.<br />

Vamos analisar agora a situação na qual todo o sistema atômico esteja sob<br />

influência de um homogêneo Potencial Gravitacional (P.G.) externo. Vamos supor ainda que<br />

a distância entre os átomos da figura 09-04 seja suficientemente grande para que o Potencial<br />

gerado por eles (conforme equação 09-05) possa ser considerado homogêneo pelo outro.<br />

Tanto para o referencial do núcleo, quanto para o referencial da eletroesfera,<br />

não se perceberá uma variação no Potencial previamente existente. Todas as partes do átomo<br />

ou deste microcosmo serão afetadas igualmente.<br />

Vejamos, na eletroesfera, teremos agora um Potencial de:<br />

L<br />

i<br />

g (A)


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 34 de 46<br />

a mesma!<br />

ΦE = Φi + Φg [m 2 .s -2 ] (09-07)<br />

Enquanto no núcleo de:<br />

ΦN = 0 + Φg [m 2 .s -2 ] (09-08)<br />

Para a variação temos:<br />

Φ = ΦE - ΦN = Φi [m 2 .s -2 ] (09-09)<br />

A variação do Potencial Inercial no volume deste microcosmo continua sendo<br />

Ou seja, tanto no referencial do núcleo atômico quanto no referencial da<br />

eletroesfera não se constata uma alteração na variação do Potencial no interior do átomo.<br />

Entretanto, a realidade será outra para qualquer referencial externo ao sistema atômico.<br />

O novo Potencial presente na eletrosfera irá alterar a velocidade dos<br />

elétrons para um observador externo ao sistema atômico.<br />

Um observador externo não constata variações de Potencial<br />

internas, ou entre as partes do microcosmo, para o seu referencial! Mas<br />

sim as conseqüências da influência do seu Potencial para com a velocidade<br />

das partes desse microcosmo. É aqui que aparecem as assimetrias que<br />

vimos no capítulo 08.<br />

A nova velocidade dos elétrons percebida pelo macrocosmo é obtida por:<br />

v <br />

Elétron<br />

[m.s -1 ]<br />

E<br />

(09-10)<br />

Com esta nova velocidade teremos uma diferente percepção da massa do<br />

elétron (conforme equação 09-04) no referencial de qualquer observador externo ao sistema<br />

atômico.<br />

m<br />

Elétron<br />

<br />

m<br />

o Elétron<br />

v<br />

1<br />

c<br />

2<br />

Elétron<br />

2<br />

[kg]<br />

(09-04)


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 35 de 46<br />

A conseqüência disto e que um observador externo ao átomo<br />

terá uma percepção de desequilíbrio entre as forças nucleares.<br />

Força<br />

Podemos perceber isto pela equação da força centrifuga:<br />

Centrífuga<br />

<br />

m<br />

Raio<br />

Elétron<br />

Átomo<br />

v<br />

2<br />

Elétron<br />

2<br />

vElétron<br />

1 2<br />

c<br />

.<br />

[kg.m.s -2 ] (09-11)<br />

No Referencial do Núcleo ou da Eletroesfera, temos:<br />

Força Força<br />

[kg.m.s -2 ] (09-12)<br />

Coulombian a<br />

Centrífuga<br />

Já num Referencial externo ao sistema atômico, temos:<br />

Força Força<br />

[kg.m.s -2 ] (09-13)<br />

Coulombian a<br />

Centrífuga<br />

Esta diferença nas forças nucleares é uma inércia ou<br />

Gravidade, uma força sem massa, um efeito relativístico que só é<br />

percebido por um referencial externo ao sistema atômico!<br />

Estendendo o que vimos anteriormente para átomos que se encontram sob a<br />

influência de um P.G. mais consistente, ou seja, gerado por uma infinidade de átomos, como<br />

mostra a figura 09-05.<br />

elétrons, temos:<br />

podemos verificar o seguinte, como o P.G. para cada local é obtido por:.<br />

G . M<br />

<br />

[m<br />

L<br />

2 .s -2 ] (09-14)<br />

Então, comparando resultados quantitativamente, encontramos:<br />

Φc >>> Φb > Φa > ΦS [m 2 .s -2 ] (09-15)<br />

Onde ΦS é o P.G. na superfície da massa “M”. Então para as velocidades dos<br />

ve(c)


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 36 de 46<br />

"O Potencial Gravitacional e o fluxo do TEMPO"<br />

Direção de aumento do<br />

Potencial Gravitacional.<br />

Potencial<br />

Gravitacional<br />

+ alto<br />

Potencial<br />

Gravitacional<br />

+ baixo<br />

Grande<br />

Quantidade<br />

de<br />

átomos.<br />

Figura 09-05<br />

b<br />

a<br />

M<br />

Fluxo do Tempo<br />

a taxas menores.<br />

Percebemos na figura 09-05 que quanto maior a distância maior será a<br />

diferença entre a força coulombiana e a força centrifuga nos átomos, isto para o referencial<br />

de “M”, ou seja, o átomo mais distante terá uma massa gravitacional maior!<br />

c<br />

Fluxo do Tempo<br />

a taxas maiores.<br />

mg(c) >>> mg(b) > mg(a) > mg(S) [kg] (09-17)<br />

Verificamos que: a massa de atração gravitacional desses átomos é<br />

diretamente proporcional a intensidade do Potencial no local e é inversamente<br />

proporcional a velocidade dos elétrons<br />

R<br />

L1<br />

L2<br />

8


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 37 de 46<br />

Como poderíamos determinar a grandeza escalar de uma massa gravitacional<br />

de 1 kg, por exemplo, na superfície do Sol para um referencial distante? Podemos obter<br />

alguma ajuda da equação para a freqüência 06-14, afinal podemos verificar que a velocidade<br />

varia na mesma proporção que a freqüência. Para uma distância de 50 unidades<br />

astronômicas, encontramos:<br />

m<br />

g ( L)<br />

m<br />

g(<br />

S )<br />

<br />

. 1<br />

2<br />

c<br />

G<br />

1,<br />

000004839211<br />

[kg] (09-18)<br />

E no infinito? Em quanto o P.G. da gravidade do Sol irá influenciar esta<br />

massa de 1 kg no infinito:<br />

m<br />

g ( )<br />

m<br />

G.<br />

m<br />

<br />

<br />

1<br />

Sol<br />

g(<br />

S ) . 2<br />

G.<br />

m<br />

<br />

1UA<br />

c<br />

Sol<br />

<br />

<br />

<br />

1,<br />

0000049<br />

[kg] (09-19)<br />

Verificamos que a massa aumentou, mas de alguma maneira ela ficou limitada<br />

no infinito, o resultado obtido, mostra que a Constante Universal da Gravidade conspira de<br />

alguma forma contra o que se esperaria para grandes distâncias, sugerindo que esta constante<br />

não seja tão confiável, ou talvez ela não seja tão Universal.<br />

Quem sabe, o problema da massa escura, não seja o de não enxergarmos a<br />

matéria que falta, mas sim, a de não sabermos como calcular a força da gravidade a grandes<br />

distâncias, se for isto, podemos dizer que temos então uma “gravidade escura?”.<br />

Constatamos que neste nosso Universo o fluxo do tempo evolui a taxas<br />

diferentes para locais que possuem variação na grandeza escalar da intensidade do Potencial<br />

Gravitacional, e a percepção das massas gravitacionais nesses lugares também é diferente.<br />

(A “G” é a clássica Constante Universal da Gravidade (a sua grandeza foi<br />

experimentalmente obtida na superfície terrestre), sabemos que na “Gravidade de origem<br />

Atômica” este coeficiente de ajuste entre as forças de atração das massas não é confiável. A<br />

“G” é uma variável, ela varia no tempo e no espaço, ou seja, possui um valor diferente em<br />

cada ponto, e a cada instante, do espaço tempo. Considerando a pequenez dessa variação,<br />

para uma boa aproximação, podemos usar a “G” medida atualmente na superfície terrestre,<br />

onde: “G” = 6,67428(67). 10 -11 [m 3 . kg -1 .s -2 )].)


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 38 de 46<br />

10 – A Anomalia das Pioneer.<br />

Em 1972 e 1973 foram lançadas, as sondas interplanetárias Pioneer 10 e<br />

Pioneer 11 da NASA (USA). Estas apresentaram uma leve anomalia gravitacional que ainda<br />

não foi explicada de maneira científica. A partir dos dados coletados se constatou que o<br />

aparelho receptor, das ondas eletromagnéticos em Terra, precisava ter sua sintonia<br />

constantemente ajustada para não perder o sinal.<br />

1 U.A.<br />

SUN<br />

Earth<br />

Esta variação de freqüência representa uma teórica desaceleração das sondas<br />

(uma aceleração negativa) ou um aumento da força de atração ao Sol (um desvio para o azul<br />

gravitacional) constatado a partir do clássico modelo da física.<br />

No capítulo anterior vimos que os átomos possuem uma massa de atração<br />

gravitacional diretamente proporcional a intensidade do potencial gravitacional do local. Ou<br />

seja, considerando a equação 09-18 precisamos saber qual é a variação do potencial<br />

gravitacional “ΔΦ” entre as sondas e o local de observação (ou ponto referencial).<br />

No ponto da recepção, ou seja, na superfície terrestre, temos basicamente o<br />

potencial gravitacional imposto pela gravidade da Terra “ΦTerra” somada ao potencial<br />

gravitacional imposto pela gravidade do Sol “ΦSol”, na distância de uma Unidade<br />

Astronômica (UA), para uma primeira aproximação, desprezaremos os outros astros, então<br />

temos:<br />

<br />

Terra<br />

" Anomalia Gravitacional das Pioneer "<br />

<br />

<br />

G . M<br />

r<br />

1 U.A.<br />

Terra<br />

Terra<br />

<br />

<br />

7<br />

6,<br />

258.<br />

10<br />

[m 2 .s -2 ] (10-01)<br />

G . M Sol<br />

8<br />

Sol 1UA<br />

8,<br />

87145.<br />

10<br />

[m 2 .s -2 ] (10-02)<br />

1.<br />

UA<br />

50 U.A.<br />

P-S<br />

Aumeto do Potencial<br />

Gravitacional<br />

P-T<br />

Figura 10-01<br />

Pioneer X<br />

50 U.A.<br />

Para encontrar os potenciais gravitacionais impostos pelas massas da Terra e do<br />

Sol num ponto do espaço a 50 unidades astronômicas (U.A.) fazemos:


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 39 de 46<br />

G . M Terra<br />

50.<br />

UA<br />

Terra PX<br />

54,<br />

381<br />

[m 2 .s -2 ] (10-03)<br />

G . M Sol<br />

7<br />

Sol PX<br />

1,<br />

7743 10<br />

[m 2 .s -2 ] (10-04)<br />

50 . UA<br />

Onde: “G” = 6,67428(67). 10 -11 [m 3 . kg -1 .s -2 )].<br />

“rTerra” = 6,37 10 +6 [m].<br />

“MTerra” = 5,9742 .10 +24 [kg]<br />

“MSol” = 1.☼ = 1,989 .10 +30 [kg].<br />

Resolvendo as equações 11-04, 11-05, 11-06 e a 11-07, encontramos, uma<br />

variação total do potencial gravitacional de:<br />

<br />

) (<br />

<br />

) [m 2 .s -2 ] (10-05)<br />

( TerraSN SolSN<br />

Terra Sol1UA<br />

Resolvendo encontramos:<br />

<br />

<br />

9,<br />

32.<br />

10<br />

Aplicando na equação da freqüência, temos:<br />

f<br />

f<br />

b<br />

a<br />

<br />

8<br />

<br />

1<br />

2<br />

c<br />

Resolvendo, encontramos: fb/fa = 5,2 . 10 -9<br />

[m 2 .s -2 ] (00-00)<br />

[ ] (06-14)<br />

Ou seja, este é o fator que corrige a massa gravitacional das Sondas na<br />

distância de 50 UA. Ou ainda, a taxa pela qual a freqüência de transmissão deve ser<br />

corrigida, ou a taxa em que aumenta a atração gravitacional ao centro do Sistema Solar para<br />

50 UA.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 40 de 46<br />

11 – Supernova SN 1987 A.<br />

Supernova é uma explosão extremamente brilhante que resulta do colapso de<br />

uma estrela muito massiva (provavelmente 10 x ☼). A Super-nova SN 1987A ocorreu na<br />

periferia da Via Láctea, numa Galáxia anã vizinha, veja figura 11-01, a uma distância<br />

aproximada de 51.400 pc..<br />

Inicialmente vamos encontrar a distância em metros desta Supernova. Como um<br />

Parsec é igual a 206.264,8 unidades astronômicas (UA que equivale à distância da Terra ao<br />

Sol), e uma UA é igual a 1,49.10 11 m, temos:<br />

DSN1987 21<br />

51400 . 206264,<br />

8.<br />

UA 1,<br />

5686.<br />

10 m [m] (11-01)<br />

A seguir vamos descobrir quanto tempo à luz desta Supernova levou para<br />

alcançar a terra. Podemos encontrá-lo por:<br />

DSN1987<br />

t [s] (11-02)<br />

c<br />

segundos).<br />

" Neutrinos da Supernova SN 1987 A "<br />

Solar Sistem<br />

SS<br />

Figura 11-01<br />

51.400 pc<br />

Onde: “c” é a velocidade da luz no vácuo (2,99792458. 10 8 m/s).<br />

Resolvendo obtivemos um tempo “t” = 5.290.529.369.182 segundos (5,29 10 12<br />

SN<br />

Supernova<br />

1987 A


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 41 de 46<br />

Veja bem, este tempo “t” representa nada mais nada menos que<br />

167.761 anos + 213 dias + 19 horas + 26 minutos + 22 segundos. Jesus!?,<br />

isto é muito tempo!<br />

Devemos encontrar agora o tempo que os Neutrinos desta Supernova levam para<br />

chegar à superfície da Terra. Considerando, que os neutrinos praticamente não possuem<br />

massa, podemos adotar “c” para sua velocidade sem a influência de nenhum Potencial<br />

Gravitacional!<br />

Acontece que estes neutrinos estão se deslocando num espaço que possui entre a<br />

origem e a recepção, uma grande variação de Potencial Gravitacional isto irá alterar sua<br />

velocidade (temos aqui uma variação de energia potencial), a qual é obtida pela equação 6-<br />

14 (a mesma equação pela qual se obtêm a variação da freqüência) que é:<br />

v Neutrinos<br />

<br />

c.<br />

<br />

1<br />

2<br />

c<br />

[s] (11-03)<br />

Onde: “ΔΦ” é a variação da magnitude do potencial gravitacional entre o local da origem<br />

e o ponto da recepção.<br />

Para encontrar a magnitude da variação do potencial gravitacional “ΔΦ”<br />

devemos primeiramente encontrar os potenciais gravitacionais que atuam nessas regiões.<br />

No ponto da recepção, ou seja, na superfície terrestre, temos basicamente o<br />

potencial gravitacional imposto pela gravidade da Terra “ΦTerra” somada ao potencial<br />

gravitacional imposto pela gravidade do Sol “ΦSol”, na distância de uma Unidade<br />

Astronômica (UA). Para uma primeira aproximação, desprezaremos os outros astros, então<br />

temos:<br />

<br />

Terra<br />

<br />

<br />

G . M<br />

r<br />

Terra<br />

Terra<br />

<br />

<br />

7<br />

6,<br />

258.<br />

10<br />

[m 2 .s -2 ] (11-04)<br />

G . M Sol<br />

8<br />

Sol 1UA<br />

<br />

8,<br />

87145.<br />

10<br />

[m 2 .s -2 ] (11-05)<br />

1.<br />

UA<br />

Para encontrar os potenciais gravitacionais impostos pelas massas da Terra no<br />

ponto de origem dos neutrinos da Supernova “ΦTerra-SN”, e igualmente para o Sol “ΦSol-SN”,<br />

fazemos:<br />

<br />

TerraSN<br />

<br />

SolSN<br />

<br />

<br />

G . M Terra<br />

<br />

2,<br />

51336.<br />

10<br />

D<br />

<br />

SN1987<br />

G . M<br />

D<br />

Sol<br />

SN1987<br />

<br />

<br />

0,<br />

08677<br />

7<br />

[m 2 .s -2 ] (11-06)<br />

[m 2 .s -2 ] (11-07)


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 42 de 46<br />

Onde: “G” = 6,67428(67). 10 -11 [m 3 . kg -1 .s -2 )].<br />

“rTerra” = 6,37 10 +6 [m].<br />

“MTerra” = 5,9742 .10 +24 [kg]<br />

“MSol” = 1.☼ = 1,989 .10 +30 [kg].<br />

Resolvendo as equações 11-04, 11-05, 11-06 e a 11-07, para uma variação total<br />

do potencial gravitacional temos:<br />

<br />

) (<br />

<br />

) [m 2 .s -2 ] (11-08)<br />

( TerraSN SolSN<br />

Terra Sol1UA<br />

Resolvendo, encontramos:<br />

8<br />

9,<br />

49731.<br />

10<br />

[m 2 .s -2 ] (00-00)<br />

Analisando a figura 11-01 podemos verificar que na região da Supernova<br />

provavelmente já temos a presença de um potencial gravitacional, ou seja, devemos<br />

descontar este da variação total encontrada. Não sabemos a grandeza deste Potencial, mas<br />

podemos, para uma primeira e boa aproximação, dividir a variação total por dois, então, para<br />

o tempo dos neutrinos temos:<br />

t<br />

Neutrinos<br />

<br />

c.<br />

D<br />

SN1987<br />

<br />

1<br />

2 . c<br />

2<br />

[s] (11-09)<br />

Resolvendo, encontramos um tNeutrinos = 5.290.529.341.228 segundos (5,29 10 12<br />

segundos). Ou algo como: 167.761 anos + 213 dias + 15 horas + 33 minutos +<br />

25 segundos. Resolvendo, encontramos uma variação de tempo de:<br />

t t t<br />

Neutrinos 13.<br />

976s<br />

[s] (11-10)<br />

Ou seja, os neutrinos chegam algo como 3 h e 53 minutos antes da radiação.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 43 de 46<br />

12 – Neutrinos, do CERN, mais rápidos que a luz? “Faster than “c” ?”.<br />

Por três anos consecutivos, uma experiência realizada com neutrinos no<br />

laboratório Europeu (CERN), constatou que estes se deslocam mais rápido que a velocidade<br />

da luz “c”. Considerando que isto seja possível, como é que poderia ser explicado?<br />

Sabemos que estes neutrinos atravessam o subsolo da Terra, veja figura 12-01,<br />

numa profundidade que pode alcançar os 11 km. Ou seja, os neutrinos, num percurso de 730<br />

km, atravessam uma grande quantidade de átomos.<br />

Experiência "OPERA" - Lab. CERN<br />

Neutrinos<br />

11 km<br />

Estes neutrinos são acelerados por uma energia de 17 GeV pela qual atingem<br />

quase a velocidade da luz no vácuo. Sabemos que estamos lidando com neutrinos e estes<br />

pelo fato de possuírem massa estarão sujeitos a influência do potencial gravitacional<br />

conforme estabelece a equação 06-13 da freqüência do capítulo 06, e é esta equação que<br />

devemos usar para determinar sua velocidade dentro dos átomos.<br />

v Neutrinos<br />

<br />

c.<br />

<br />

1<br />

2<br />

c<br />

730 km<br />

CERN GRAN<br />

SASSO<br />

Neutrinos<br />

<br />

Figura 12-01<br />

i<br />

ST<br />

i<br />

ST<br />

Detector<br />

[m.s -1 ] (12-01)


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 44 de 46<br />

Estes neutrinos atravessam uma grande quantidade de átomos, estando sujeitos à<br />

influência do potencial inercial presente na eletrosfera dos mesmos, como foi visto no<br />

capítulo 09. Ou seja, para determinar sua velocidade precisamos saber qual é a variação total<br />

de potencial a que estão sujeitos. Esta variação deve considerar o potencial inercial presente<br />

no interior dos átomos com o potencial gravitacional presente na superfície terrestre. Ou<br />

seja:<br />

<br />

considerar?<br />

<br />

<br />

( i<br />

) (<br />

ST<br />

Onde, o potencial na superfície terrestre “ΦST” é:<br />

ST<br />

<br />

G . M<br />

r<br />

Terra<br />

Terra<br />

<br />

7<br />

6,<br />

258.<br />

10<br />

)<br />

[m 2 .s -2 ] (12-02)<br />

[m 2 .s -2 ] (12-03)<br />

Mas, qual é o potencial inercial “Φi ” dos átomos na eletroesfera que devemos<br />

Neste caso devemos usar a velocidade média dos elétrons dos átomos que<br />

predominam essa travessia. E ainda devemos considerar para o cálculo da velocidade do<br />

elétron-campo, que determina o potencial inercial, o volume médio atravessado pelos<br />

neutrinos. Por que os neutrinos não se deslocam somente na periferia dos átomos, mas sim<br />

pelo seu interior. Fazendo isto temos:<br />

<br />

i<br />

<br />

3<br />

2 <br />

v <br />

e<br />

<br />

<br />

2<br />

[m 2 .s -2 ] (12-04)<br />

Sabemos que a velocidade do elétron, nos átomos de “H”, no seu estado<br />

fundamental, pode ser encontrada (com uma razoável aproximação) por:<br />

6<br />

ve c . 2,<br />

1876 . 10<br />

[m.s -1 ] (12-05)<br />

Onde, “α” é a constante da estrutura fina, que foi obtida pela equação 04-04.


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 45 de 46<br />

Considerando a grande variedade de átomos pelos quais os neutrinos atravessam<br />

é praticamente impossível saber qual seria a velocidade média desses elétrons, assim como<br />

qual seria o Potencial Inercial médio nesse percurso.<br />

Mas vamos supor que tenhamos basicamente átomos de “H”, neste caso<br />

teríamos uma velocidade para os neutrinos de:<br />

CERN, que é:<br />

v Neutrinos<br />

Muito próximo, do valor encontrado experimentalmente no laboratório do<br />

v Neutrinos<br />

Considerando os resultados do CERN podemos encontrar a velocidade média<br />

dos elétrons de todos os átomos presentes na travessia, esta será igual a:<br />

v Elétrons<br />

<br />

<br />

<br />

c<br />

c<br />

5028<br />

Mais adiante mostraremos que esta velocidade é uma combinação das<br />

velocidades dos átomos de: Oxigênio (Z=8, com 48 %), Silício (Z=14, com 21%), Alumínio<br />

(Z=13, com 15%), Ferro (Z=26, com 5%), Cálcio (Z=20, com 2%), Magnésio (Z=12, com<br />

m<br />

s<br />

1%), muito próxima da composição química da crosta terrestre.<br />

<br />

<br />

2,<br />

66<br />

7435<br />

6<br />

. 10<br />

m<br />

s<br />

m<br />

s


Nova Gravidade Quântica – NGQ Autor: Rolf A. B. Guthmann 46 de 46<br />

13 – Referências<br />

- Livros texto genéricos de física.<br />

- www.wikipedia.com ou http://wikipedia.org (Internet).<br />

-.......

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