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Física & Química

As quatro forças básicas da natureza

Existem quatro forças fundamentais que regem todos os eventos do universo: a gravidade, força fraca, força forte e o eletromagnetismo.

Entenda as quatro forças fundamentais do universo. Imagem: Lumina Obscura/Pixabay

Muitos fenômenos acontecem na natureza fisicamente. Milhares deles, por conseguinte, são tão complexos que mal conseguimos entender o que os causa ou todos os eventos envolvidos. Vide, por exemplo, os buracos negros. Ninguém sabe exatamente o que acontece depois do horizonte de eventos e é provável que continuemos sem saber por um bom tempo. Todavia, podemos quebrar esses fenômenos em quatro forças, teoricamente.

A física moderna, assim, é baseada nessas quatro forças, que muitas vezes se combinam no universo, atuando simultaneamente. Vale lembrar que elas estão presentes no cosmos inteiro, desde as luzes da sua casa até os limites do universo observável. Ao infinito e além.

Gravidade

Talvez um dos conceitos físicos mais conhecidos por aí, a gravidade é uma força presente sempre que há massa ou energia. Quanto maior essa massa ou energia, maior será a força da gravidade, que causará atração entre dois objetos. Quando a lua transita em sua órbita elíptica ao redor da terra, por exemplo, ela causa alteração nas marés. Isso ocorre porque o satélite é extremamente massivo, a ponto de atrair a água do oceano.

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As quatro forças fundamentais estão por trás de cada interação no universo. Imagem: Sakkmesterke/Shutterstock

A Terra, por sua vez, exerce uma atração enorme sobre a Lua, o que mantém as órbitas estáveis. Vale lembrar que não é só um objeto que atrai o outro. Ambos se atraem mutuamente, só que o que tem mais massa/energia ganha a disputa. É por isso que você, um pontinho com uma massa desprezível fica presa/o ao chão, pois a Terra está atraindo a sua massa e vice-versa.

Força Nuclear Fraca

A força fraca atua sobre os leptons, partículas subatômicas que incluem os elétrons e outras 5 partículas. Essa força também atua sobre os quarks, outro grupo de partículas subatômicas que compõem prótons e nêutrons. Basicamente ela causa o decaimento de partículas, ocasionando a transição entre elementos, bem como a radioatividade.

A força fraca também é a única das quatro que possui uma assimetria em relação às dimensões do universo, assim como em relação a matéria e antimatéria. Normalmente, a matéria e antimatéria se anulam, resultando na existência de nada. Todavia, a assimetria causada pela força fraca pode ter criado mais matéria do que antimatéria durante o Big Bang. Portanto, talvez o universo só exista graças a essa força.

Eletromagnetismo

O eletromagnetismo, na verdade, é uma combinação de duas forças que por muito tempo foram creditadas como separadas: a força elétrica e a magnética. Todavia, ao longo do século XX, pesquisadores perceberam que as duas são componentes de uma única força.

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A força elétrica diz respeito à carga de uma partícula. Duas partículas carregadas positivamente irão se repelir (assim como duas negativamente). Em contraste, duas cargas opostas irão se atrair, e partículas neutras não irão causar qualquer efeito. A força elétrica também descreve um campo de atração entre cargas, um campo elétrico.

A força fraca é crítica para as reações de fusão nuclear que alimentam o Sol e produzem a energia necessária para a maioria das formas de vida aqui na Terra. Imagem: Shutterstock

Caso essas cargas estejam em movimento, por conseguinte, forma-se um campo magnético a partir do movimento de elétrons. Ambos campos formam um novo, o eletromagnético, que pode gerar uma gama de radiações, dando origem à luz e tantas outras formas de radiação invisíveis a nossos olhos, combinando forças elétricas e magnéticas.

Força Nuclear Forte

O núcleo de um átomo tem, em essência, prótons e nêutrons. Como dito antes, cargas iguais se repelem. Então como os prótons dentro do núcleo não vão para longe uns dos outros? A resposta é a força nuclear forte. Essa força atua em partículas muito próximas umas das outras.

Ela recebe esse nome pois a força de repulsão eletromagnética entre dois prótons dentro de um núcleo é suficiente para arremessar essas partículas a mais de 12 mil quilômetros por segundo! Assim, a força nuclear forte precisa ser muito maior que a repulsão para manter o núcleo de um átomo coeso.

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