Fronteiras do conhecimento

[hsette]

Tradução de trechos:

As fronteiras do conhecimento para o século 21
Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia – EUA (NTSC)
http://www.ostp.gov/nstc/html/NSTC_Home.html

Onze questões científicas para o século 21

Questão 1. O que é a Matéria Escura?
“Astrônomos descobriram que objetos de galáxias a milhões de anos luz de nós contêm, além da matéria conhecida por nós, uma forma de matéria desconhecida e que parece não emitir ou refletir a luz. Este tipo de matéria seria provavelmente composta de uma ou mais partículas elementares ainda não-descobertas, e a agregação delas teria produzido o empuxo gravitacional responsável pela formação das galáxias e outras superestruturas presentes no universo”.

Questão 2. Qual a natureza da Energia Escura?
“Medições recentes indicam que a expansão do universo está se acelerando ao invés de diminuir. Esta conclusão contraria a idéia fundamental de que a gravidade é sempre atrativa. Esta descoberta indica a presença de uma forma de energia, chamada “Energia Escura”, com força repulsiva, e cuja natureza determina o destino de nosso universo".

Questão 3. Como o Universo se iniciou?
“Há evidências de que durante os primeiros momentos o Universo passou por um extremo processo de expansão, conhecido como inflação. Os fundamentos físicos para tal fato são um completo mistério”.

Questão 4. Teria Einstein dado a última palavra em relação à Gravidade?
“Uma Teoria da Gravidade plenamente satisfatória deveria incorporar efeitos quânticos — a Teoria de Einstein não o faz — ou então explicar por que eles não são relevantes".

Questão 5. Qual é a massa do Neutrino e como eles têm influenciado a evolução do Universo?
“A Cosmologia prevê que os neutrinos devem ser extremamente abundantes no Universo atual. Os físicos têm encontrado evidências de que eles possuem uma pequena massa, indicando que os neutrinos cósmicos contam mais do que as estrelas para o conjunto da massa do Universo. A definição da massa do neutrino pode revelar muito sobre como as forças da natureza agem e sobre como os elementos da tabela periódica foram formados".

Questão 6. Como funcionam os “Aceleradores” Cósmicos e o que eles estão acelerando?
“Físicos têm detectado uma estranha variedade de fenômenos energéticos no Universo, incluindo feixes de partículas de altíssima energia, porém de origem desconhecida”.

Questão 7. Os Prótons são instáveis?
“A matéria da qual nós somos formados é o resíduo da aniquilação entre matéria e antimatéria que emergiu dos primórdios do Universo. A existência deste processo desbalanceado poderia ser explicado atribuindo-se uma hipotética instabilidade aos prótons, a ser verificada”.

Questão 8. Como são os novos estados da matéria em condições de extremas densidade e temperatura?
“A Teoria sobre como os prótons e os nêutrons formam os núcleos atômicos está muito bem desenvolvida. Sob densidade extrema, nêutrons e prótons devem se dissolver numa sopa indiferenciada de quarks e glúons, o que poderia ser demonstrado em aceleradores de partículas de grande potência".

Questão 9. Existem dimensões adicionais do espaço-tempo?
“Tentando entender a natureza quântica da gravidade, tem sido proposta a existência de dimensões de espaço-tempo além daquelas que nós conhecemos. A comprovação de tais proposições teria implicações profundas sobre o nosso entendimento em relação “à origem e evolução do Universo, às interações entre as partículas fundamentais, e à atuação da gravidade em distâncias subatômicas".

Questão 10. Como se formaram os elementos desde o Ferro até o Urânio?
“Cientistas entendem como se dá o processo de produção dos elementos químicos até o Ferro no interior da estrelas e supernovas. Já em relação aos elementos mais pesados, continuamos envolvidos no mistério".

Questão 11. Faz-se necessário uma nova Teoria da Matéria e da Luz em condições de energia extrema?
“A matéria e as ondas eletromagnéticas parecem ser muito bem descritas nos laboratórios de acordo com as leis da mecânica quântica, eletromagnetismo e sua unificação com a eletrodinâmica quântica. Porém, o Universo apresenta-nos locais, como as estrelas de nêutrons e suas emissões de raios gama, onde as energias envolvidas são infinitamente maiores que qualquer uma que nós possamos produzir na Terra para testarmos tais teorias”.