Das quatro forças naturais, conhecidas como forças fortes, fracas, gravitacionais e eletromagnéticas, a força forte apropriadamente denominada domina as outras três e tem o trabalho de manter a força nuclear. núcleo atômico juntos. Seu alcance é muito pequeno, no entanto - sobre o diâmetro de um núcleo de tamanho médio. Surpreendentemente, se a força forte trabalhasse em longas distâncias, tudo no mundo familiar - lagos, montanhas e seres vivos - seria esmagado em um pedaço do tamanho de um único grande edifício.
Núcleo Atômico e o Força Forte
Cada átomo do universo consiste de um núcleo cercado por uma nuvem de um ou mais elétrons. O núcleo, por sua vez, contém um ou mais prótons; todos os átomos salvam hidrogênio também têm nêutrons. A força forte faz com que os prótons e nêutrons se atraiam para permanecerem juntos no núcleo; no entanto, eles não atraem os prótons e nêutrons dos átomos vizinhos, porque a força forte tem pouco efeito fora do núcleo.
As forças fortes e eletromagnéticas
Os prótons são partículas com carga elétrica positiva . Como cargas iguais se repelem, os prótons experimentam uma força repulsiva à medida que se aproximam, e a força aumenta rapidamente à medida que se aproximam. A força eletromagnética que produz a repulsão atua em grandes distâncias, então, a menos que alguma outra força atue nos prótons, eles não se tocam. Os nêutrons, por outro lado, não têm custo; nêutrons livres se movem sem impedimentos. Quando prótons e nêutrons chegam a cerca de um trilionésimo de milímetro, no entanto, a força forte toma conta e as partículas se unem.
Partículas Ping Pong
A teoria moderna que governa as quatro forças fundamentais propõe que são o produto de trocas de pequenas partículas, como num jogo de pingue-pongue. Neste jogo, o Princípio de Incerteza de Heisenberg define as regras - partículas pesadas podem se mover entre distâncias curtas, enquanto partículas de luz alcançam longas distâncias. No caso do eletromagnetismo, as partículas são fótons, que não têm massa; a força eletromagnética se estende a uma distância infinita. Partículas muito pesadas chamadas píons mediam a força forte, no entanto, o seu alcance é extremamente curto.
Fusão Nuclear
A gravidade mantém o sol e outras estrelas juntas; a enorme massa de hidrogênio e gás hélio produz pressões gigantescas no núcleo, forçando prótons e nêutrons juntos. Quando eles se aproximam, a força forte entra em ação e eles se unem, liberando energia no processo e transformando hidrogênio em hélio. Os cientistas chamam isso de uma reação de fusão, e produz 10 milhões de vezes mais energia do que reações químicas, como queima de carvão ou gasolina.
Estrelas de Neutrões
Uma estrela de nêutrons é o remanescente de uma explosão que ocorre no final da vida da estrela. É um objeto ultra-denso, consistindo de uma massa de estrela comprimida em uma área do tamanho de Manhattan. Na estrela de nêutrons, a força forte domina porque a explosão forçou todos os prótons e nêutrons juntos. A estrela não tem átomos; tornou-se uma grande bola de partículas. Como os átomos são em sua maioria espaços vazios, e a estrela de nêutrons tem todo o espaço espremido, sua densidade é enorme. Uma colher de chá de matéria de estrela de nêutrons pesaria 10 milhões de toneladas. Como a Terra é feita de átomos, se a força forte agisse de forma repentina a longas distâncias, todos os prótons e nêutrons se juntariam, resultando em uma esfera de algumas centenas de metros de diâmetro e contendo toda a massa original da Terra.
