Michael Murphy estuda estrelas nesta tradição. Astrofísico da Swinburne University of Technology, na Austrália, Murphy analisa a cor da luz emitida por estrelas semelhantes ao sol em temperatura, tamanho e conteúdo elementar – “gêmeos solares”, como são chamados. Ele quer saber o que suas propriedades revelam sobre a natureza da força eletromagnética, que atrai prótons e elétrons para formar átomos – que então se ligam em moléculas para formar quase todo o resto.
Em particular, ele quer saber se essa força se comporta de maneira consistente em todo o universo – ou pelo menos entre essas estrelas. Em um artigo recente em Ciência, Murphy e sua equipe usaram a luz das estrelas para medir o que é conhecido como constante de estrutura fina, um número que define a intensidade da força eletromagnética. “Ao comparar as estrelas entre si, podemos saber se sua física fundamental é diferente”, diz Murphy. Se for, isso indica que algo está errado com a maneira como entendemos a cosmologia.
A teoria da física padrão, conhecida como Modelo Padrão, assume que essa constante deve ser a mesma em todos os lugares – assim como são constantes como a velocidade da luz no vácuo ou a massa do elétron. Ao medir a constante de estrutura fina em muitas configurações, Murphy está desafiando essa suposição. Se ele encontrar discrepâncias, isso pode ajudar os pesquisadores a corrigir o Modelo Padrão. Eles já sabem que o Modelo Padrão está incompleto, pois não explica a existência da matéria escura.
Para entender essa constante, pense na força eletromagnética em analogia com a força gravitacional, diz Murphy. A força do campo gravitacional de um objeto depende de sua massa. Mas também depende de um número conhecido como G, a constante gravitacional, que permanece a mesma independentemente do objeto. Uma lei matemática semelhante determina a força eletromagnética entre dois objetos carregados. Os dois se atraem ou se repelem com base em sua carga elétrica e na distância um do outro. Mas essa força também depende de um número – a constante de estrutura fina – que permanece a mesma independentemente do objeto.
Todos os experimentos até agora indicaram que, em nosso universo, essa constante é igual a 0,0072973525693, com incerteza inferior a uma parte por bilhão. Mas os físicos há muito consideram esse número um mistério porque parece totalmente aleatório. Nenhuma outra parte da teoria da física explica por que é esse valor e, portanto, por que o campo eletromagnético é a força que é. Apesar da palavra “constante” em seu nome, os físicos também não sabem se a constante de estrutura fina tem o mesmo valor em qualquer lugar do universo o tempo todo. O físico Richard Feynman o descreveu como “um número mágico que chega até nós sem entendimento”. Murphy coloca desta forma: “Nós realmente não entendemos de onde vêm esses números, mesmo que estejam no final dos livros didáticos”.
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