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tudo no universo precisa de energia para
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se manter em movimento carros consomem
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combustível estrelas queimam hidrogênio
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até nosso corpo exige comida para
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continuar
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funcionando mas e os elétrons essas
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partículas minúsculas giram ao redor dos
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núcleos atômicos há bilhões de anos sem
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jamais desacelerar ou se esgotar se tudo
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o que conhecemos perde energia com o
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tempo porque os elétrons parecem escapar
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dessa regra como eles conseguem se
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manter em movimento para sempre sem
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precisar de uma fonte de recarga essa é
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uma daquelas perguntas que desmontam o
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senso comum a intuição diz que qualquer
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coisa em movimento deveria eventualmente
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parar mas no mundo quântico as regras
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são outras e o comportamento dos
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elétrons desafia qualquer lógica
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clássica Isso significa que dentro de
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cada átomo do seu corpo há partículas
00:01:00
viajando a velocidades absurdas sem
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jamais precisar de descanso é Como Se
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existisse uma bateria invisível que
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nunca descarrega sustentando a própria
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estrutura da
00:01:12
realidade A resposta para esse mistério
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envolve conceitos que vão muito além da
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física tradicional estamos prestes a
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explorar um dos fatos mais fascinantes
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sobre o universo o motivo pelo qual os
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elétrons nunca param e prepare-se porque
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essa jornada vai levar você das
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profundezas dos átomos até as fronteiras
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do espaço-tempo Onde a energia parece
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desafiar as próprias leis da
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[Música]
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natureza os elétrons são como pequenas
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entidades cósmicas partículas
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fundamentais que carregam a essência da
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eletricidade diferente de objetos
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compostos como prótons e nêutrons que
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possuem estrutura interna os elétrons
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são indivisíveis Não há nada dentro
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deles para ser quebrado ou analisado
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imagine um grão de poeira flutuando no
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espaço mas com um comportamento que
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desafia as regras comuns da matéria eles
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possuem massa carga negativa e um
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momento magnético peculiar
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características que moldam o universo em
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que vivemos sem Eles simplesmente não
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haveria átomos moléculas ou qualquer
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forma de vida se há algo fascinante
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sobre o universo é a forma como
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partículas tão minúsculas ditam as
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regras do jogo apesar de seu tamanho
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insignificante os elétrons desempenham
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um papel grandioso em tudo o que
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conhecemos das Estrelas as menores
00:02:49
estruturas do corpo humano cada Faísca
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de eletricidade que você vê seja num
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relâmpago ou numa tela de celular é um
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espetáculo de el em Ação são eles que
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permitem que circuitos funcionem que a
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química ocorra que a energia se Espalhe
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pelo Cosmos Imagine um mundo sem
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eletricidade Pois é sem elétrons seria
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Exatamente
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isso e o mais
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intrigante essas partículas estão sempre
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em movimento mas de uma forma que
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desafia qualquer intuição clássica não
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basta pensar nelas como simples bolinhas
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ao redor do núcleo atômico a realidade é
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muito mais estranha seu comportamento
00:03:40
flerta com as regras misteriosas da
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mecânica quântica onde certezas dão
00:03:45
lugar a probabilidades e onde a noção de
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trajetória contínua simplesmente Deixa
00:03:50
de existir é como se os elétrons fossem
00:03:53
ondas e partículas ao mesmo tempo
00:03:56
desafiando o próprio conceito de ser e
00:03:59
estar
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e se acha isso curioso Espere até
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entender como eles interagem com o
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núcleo do átomo os elétrons apesar de
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serem partículas Livres em certos
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contextos dentro de um átomo estão
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presos a uma dança invisível ao redor do
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núcleo essa interação é guiada por uma
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força fundamental a atração
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eletrostática como um planeta orbitando
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uma estrela o elétron carregado
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negativamente sente a influência
00:04:30
Irresistível do núcleo que é positivo
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devido aos
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prótons mas aqui vai um detalhe curioso
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sobre o universo diferente dos planetas
00:04:42
que podem se afastar de suas estrelas os
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elétrons não podem simplesmente escapar
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dessa ligação a menos que recebam uma
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quantidade exata de energia e quando
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isso acontece Coisas extraordinárias
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ocorrem
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a ligação entre elétrons e núcleo é o
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que mantém os átomos coesos e dá origem
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a toda a matéria ao nosso redor Imagine
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se os elétrons fossem livres para vagar
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sem restrição os átomos desmoronaram e
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nada do que conhecemos existiria é essa
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interação que permite a estabilidade da
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matéria das galáxias aos menores
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organismos vivos e essa força não é
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pequena é milhares de vezes mais intensa
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que a gravidade se você já se perguntou
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como um ímã pode segurar um pedaço de
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metal contra a força de um planeta
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inteiro agora sabe o motivo mas há um
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problema com essa ideia de órbitas
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clássicas se os elétrons seguissem o
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mesmo tipo de trajetória que um planeta
00:05:53
ao redor do sol perderiam energia
00:05:55
constantemente e inevitavelmente
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colapsaram no nú
00:06:00
no entanto a realidade não se encaixa
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nessa previsão os elétrons simplesmente
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não caem no núcleo algo que a física
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clássica não conseguia explicar e quando
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a ciência se depara com um paradoxo
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assim uma revolução no pensamento está
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prestes a
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acontecer se a física clássica estivesse
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certa sobre o comportamento dos elétrons
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não estaríamos aqui discutindo isso na
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verdade nem os átomos existiriam segundo
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as regras do eletromagnetismo clássico
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qualquer partícula carregada que se
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movesse em uma trajetória curva deveria
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irradiar energia continuamente e como os
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elétrons se movem ao redor do núcleo
00:06:49
essa perda de energia os Faria espiralar
00:06:53
rapidamente para dentro colapsando em
00:06:56
questão de trilionésimo de segundo o
00:06:59
problema
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isso claramente não acontece se
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acontecesse os átomos não seriam
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estáveis a matéria não existiria e o
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universo seria um caos de núcleos
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solitários sem elétrons ao redor esse
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paradoxo foi um dos grandes desafios da
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física no início do século XX a teoria
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clássica previa que os átomos fossem
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instáveis mas isso contrariava todas as
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observações era como se houvesse uma
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regra invisível impedindo os elétrons de
00:07:30
colapsar algo que nenhuma equação
00:07:32
clássica conseguia explicar os
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cientistas estavam diante de um mistério
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profundo como os elétrons poderiam se
00:07:40
manter em seus estados sem perder
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energia e desaparecer no núcleo a
00:07:46
resposta para essa pergunta não apenas
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salvou a ideia dos átomos como também
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mudou completamente Nossa compreensão do
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universo
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se a física clássica fosse o único
00:08:03
caminho toda a estrutura da matéria
00:08:05
seria impossível mas felizmente a
00:08:08
natureza joga com regras próprias e foi
00:08:11
aí que a mecânica quântica entrou em
00:08:14
cena oferecendo uma solução elegante e
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completamente Inesperada em vez de
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pensar nos elétrons como pequenas
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esferas orbitando o núcleo os cientistas
00:08:25
começaram a enxergá-los como entidades
00:08:27
misteriosas que em Estados de energia
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bem definidos e não apenas como pontos
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se movendo no espaço o universo estava
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prestes a revelar um de seus segredos
00:08:39
mais fascinantes quando tudo indicava
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que os átomos não deveriam existir a
00:08:45
mecânica quântica entrou como uma peça
00:08:48
chave para resolver esse Enigma a
00:08:50
resposta estava na função de onda um
00:08:53
conceito revolucionário que redefiniu o
00:08:55
que entendemos por movimento e posição
00:08:58
diferente do que que a física clássica
00:09:00
sugeria os elétrons não seguem
00:09:02
trajetórias bem definidas ao redor do
00:09:05
núcleo eles existem em Estados de
00:09:07
energia quantizados ocupando apenas
00:09:10
níveis específicos Pense nisso como um
00:09:13
prédio onde cada andar representa um
00:09:16
nível de energia permitido o elétron
00:09:19
pode morar em um desses andares mas
00:09:21
nunca entre eles e o mais curioso sobre
00:09:24
o universo ele proíbe que os elétrons
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simplesmente desçam escada abaixo para o
00:09:29
núcleo sem seguir suas
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regras a ideia de que os elétrons podem
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ocupar apenas níveis de energia
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discretos mudou tudo isso significa que
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eles não podem perder energia de forma
00:09:48
contínua apenas em pacotes específicos
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se um elétron quiser mudar de andar
00:09:54
precisa ganhar ou perder exatamente a
00:09:57
quantidade de energia correspondente há
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diferença entre os níveis nada de
00:10:02
transições suaves nada de movimentos
00:10:05
convencionais Tudo acontece de maneira
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abrupta e bem definida e é por isso que
00:10:11
os átomos permanecem estáveis sem que
00:10:14
seus elétrons colaps no núcleo a
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mecânica quântica não apenas explicou
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esse mistério mas também abriu portas
00:10:21
para inovações como os lasers a
00:10:24
eletrônica moderna e até a computação
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quântica essa nova visão do mundo trouxe
00:10:29
um conceito ainda mais estranho os
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elétrons não são apenas partículas eles
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também se comportam como ondas se um
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elétron não segue uma trajetória fixa
00:10:41
então onde ele está a resposta não é tão
00:10:44
simples ele não está em um único ponto
00:10:47
mas sim espalhado em uma região ao redor
00:10:50
do núcleo algo que só pode ser descrito
00:10:54
por probabilidades é como se ele
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existisse em vários lugares ao mesmo
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tempo até que alguém tentasse medi-lo e
00:11:02
isso nos leva a outro fato fascinante
00:11:05
sobre o
00:11:06
universo os elétrons podem interferir
00:11:09
consigo mesmos como se fossem ondas
00:11:11
atravessando um oceano
00:11:20
invisível se existe algo que desafia
00:11:22
completamente a nossa intuição é o fato
00:11:25
de que os elétrons não se comportam
00:11:27
apenas como partículas Mas também como
00:11:30
ondas esse fenômeno Foi confirmado por
00:11:33
um experimento icônico a experiência da
00:11:36
dupla fenda quando um elétron passa por
00:11:39
duas fendas abertas em uma barreira ele
00:11:42
não age como uma bolinha indo para um
00:11:44
lado ou para o outro em vez disso ele
00:11:47
interfere consigo mesmo formando padrões
00:11:50
ondulatórios como se fosse uma onda se
00:11:53
espalhando no espaço Esse é um dos fatos
00:11:56
fascinantes sobre o universo que poucos
00:11:59
compreendem partículas podem agir como
00:12:02
ondas e ondas podem se comportar como
00:12:05
partículas Isso significa que um elétron
00:12:08
não tem uma posição fixa até ser medido
00:12:11
antes disso ele é descrito por uma nuvem
00:12:14
de probabilidades espalhada ao redor do
00:12:17
núcleo tente imaginar isso como uma
00:12:19
névoa invisível na qual o elétron pode
00:12:22
ser encontrado em várias posições ao
00:12:24
mesmo tempo com diferentes chances de
00:12:27
aparecer em cada lugar mas assim que
00:12:29
tentamos observar diretamente onde ele
00:12:32
está a nuvem colapsa e o elétron surge
00:12:35
em um único ponto esse efeito estranho
00:12:39
não acontece apenas em laboratórios ele
00:12:41
é a base do funcionamento de
00:12:43
dispositivos modernos como microscópios
00:12:46
eletrônicos e computadores
00:12:54
quânticos Mas por que isso importa
00:12:57
Porque sem esse comportamento
00:12:59
ondulatório os elétrons não poderiam
00:13:01
ocupar estados de energia estáveis e os
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átomos não teriam estrutura é como se o
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universo tivesse criado um sistema
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inteligente para garantir que a matéria
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não desmorone e mais essa ondulação dos
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elétrons não é apenas uma curiosidade
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teórica ela explica porque certos
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materiais conduzem eletricidade e outros
00:13:23
não por vemos cores específicas ao olhar
00:13:26
para diferentes substâncias e até como
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elementos químicos interagem mas o
00:13:31
verdadeiro espetáculo acontece quando os
00:13:34
elétrons decidem mudar de nível de
00:13:37
energia se os elétrons fossem como
00:13:40
planetas orbitando o sol poderíamos
00:13:42
esperar que eles se movessem suavemente
00:13:45
de um ponto a outro mas o universo gosta
00:13:49
de desafiar expectativas na escala
00:13:52
quântica os elétrons não deslizam entre
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diferentes níveis de energia eles saltam
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instantaneamente de um estado para outro
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sem passar por posições intermediárias
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esse fenômeno conhecido como salto
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quântico é um dos fatos fascinantes
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sobre o universo que descer até os
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cientistas imagine estar no térreo de um
00:14:14
prédio e Em Um Piscar de Olhos aparecer
00:14:18
no último andar sem nunca ter passado
00:14:21
pelos andares intermediários é
00:14:23
exatamente assim que os elétrons mudam
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de nível de energia
00:14:34
mas esses saltos não acontecem de
00:14:36
qualquer jeito há regras rígidas para um
00:14:39
elétron subir para um nível mais alto
00:14:42
ele precisa absorver um fóton uma
00:14:44
partícula de luz com uma quantidade
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exata de energia e quando ele volta para
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um nível mais baixo essa energia é
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devolvida ao universo na forma de luz é
00:14:55
assim que lâmpadas brilham fogos de
00:14:58
artifício exibem em cores vibrantes e
00:15:00
estrelas emanam sua luz no vasto Cosmos
00:15:04
cada elemento químico tem seus próprios
00:15:07
níveis de energia O que significa que
00:15:09
cada um emite luz em cores específicas e
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é exatamente por isso que podemos saber
00:15:15
a composição de planetas distantes e até
00:15:18
de galáxias inteiras apenas analisando
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sua luz o mais curioso sobre o universo
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é que esses saltos são imprevisíveis
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podemos calcular a probabilidade de um
00:15:30
elétron pular de um nível para outro mas
00:15:33
nunca podemos dizer exatamente quando
00:15:35
ele fará isso esse comportamento
00:15:38
probabilístico é a base de muitas
00:15:40
tecnologias modernas incluindo relógios
00:15:43
atômicos que definem o tempo com
00:15:45
precisão extrema mas há um detalhe
00:15:48
intrigante se os elétrons podem saltar
00:15:51
entre níveis de energia Por que nunca os
00:15:54
vemos caindo para o núcleo do átomo A
00:15:58
resposta está em uma regra quântica
00:15:59
fundamental que garante a estabilidade
00:16:02
da
00:16:10
matéria existe um nível mínimo que o
00:16:12
elétron Pode ocupar chamado de estado
00:16:15
fundamental E ele simplesmente não pode
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ir abaixo disso o universo parece ter
00:16:21
imposto um limite invisível garantindo
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que os elétrons não possam cair
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indefinidamente é como se o se houvesse
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um piso no qual eles podem se apoiar
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impedindo que afundem mais esse limite é
00:16:35
o que mantém os átomos estáveis e
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consequentemente toda a estrutura da
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matéria como a conhecemos Outro fator
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crucial é que os elétrons não são apenas
00:16:46
partículas eles também são ondas e uma
00:16:49
onda tem um comprimento mínimo que pode
00:16:52
existir dentro do átomo se um elétron
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tentasse se aproximar demais do núcleo
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ele precisaria ter um comprimento de
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onda menor do que fisicamente possível o
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que o impede de colapsar Esse é um dos
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fatos fascinantes sobre o universo que
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desafiam Nossa intuição clssica se fss
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comparar isso comgo cotidiano imagine
00:17:14
ttar um elástico cada vez mais algum
00:17:18
momento ele simplesmente não ficar menor
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sem se ROM no caso dos elétrons eles não
00:17:24
podem encolher além de um certo limite
00:17:27
quântico
00:17:34
e há ainda outra barreira fundamental o
00:17:38
princípio da exclusão de Pauli que
00:17:40
impede que dois elétrons ocupem
00:17:42
exatamente o mesmo estado quântico ao
00:17:45
mesmo tempo isso significa que mesmo que
00:17:49
um elétron quisesse ocupar o espaço do
00:17:51
outro simplesmente não pode essa regra
00:17:55
cria camadas eletrônicas nos átomos onde
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cada elétron ocupa um espaço próprio se
00:18:01
não fosse por isso toda a matéria
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entraria em colapso e elementos químicos
00:18:06
distintos não poderiam existir mas se
00:18:10
isso vale para os elétrons comuns o que
00:18:12
acontece quando colocamos a matéria sob
00:18:14
pressões extremas como dentro de
00:18:16
estrelas que estão
00:18:24
morrendo se até agora você imaginava os
00:18:27
elétrons como pequen nas bolinhas
00:18:29
orbitando o núcleo do átomo prepare-se
00:18:32
para mudar essa visão na realidade os
00:18:34
elétrons não seguem órbitas fixas eles
00:18:37
existem em uma espécie de nuvem
00:18:39
eletrônica uma região onde há maior
00:18:42
probabilidade de encontrá-los Pense
00:18:44
nisso como um ventilador ligado quando
00:18:47
suas hélices giram rapidamente você não
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consegue ver cada pá Mas sabe que elas
00:18:52
estão ali da mesma forma os elétrons não
00:18:55
estão em um único ponto fixo mas em uma
00:18:58
distribuição difusa ao redor do núcleo
00:19:01
esse modelo foi um divisor de águas na
00:19:04
ciência e trouxe uma nova forma de
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entender como a matéria se organiza no
00:19:09
universo essa nuvem não é aleatória ela
00:19:13
segue padrões bem definidos e varia
00:19:16
conforme o nível de energia do
00:19:18
elétron em átomos maiores por exemplo as
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nuvens eletrônicas assumem formas
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complexas como elipses Trevos e até
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figuras tridimensionais estranhas é
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exatamente essa organização que
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determina a forma como os elementos
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interagem entre si e formam moléculas se
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os elétrons tivessem órbitas fixas como
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os planetas a química como a conhecemos
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não existiria a maneira como a luz é
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absorvida refletida e emitida também
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depende desse modelo O que explica
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fenômenos como a cor dos objetos e até
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mesmo o brilho intenso das Estrelas
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mas se os elétrons não t uma posição
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fixa e só aparecem em locais
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probabilísticos Isso significa que não
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Podemos prever exatamente onde eles
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estão até que sejam medidos Esse é um
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dos mistérios mais profundos da mecânica
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quântica a própria observação afeta o
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comportamento dos elétrons no instante
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em que tentamos medir sua
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a nuvem eletrônica colapsa e o elétron
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Escolhe um ponto para aparecer esse
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comportamento enigmático tem implicações
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diretas para tecnologias como
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microscópios eletrônicos e até a
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computação
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quântica mas existe uma outra regra
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invisível que organiza esse sistema e
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impede que os elétrons se sobreponham e
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sem ela a matéria simplesmente não
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poderia existir se o universo fosse um
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Grande Auditório o princípio da exclusão
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de Paul seria o responsável por garantir
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que ninguém sentasse no mesmo lugar que
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outra pessoa Esse princípio formulado
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pelo físico Wolf gan Paul afirma que
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dois elétrons não podem ocupar
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exatamente o mesmo estado quântico ao
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mesmo tempo dentro de um átomo Isso
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significa que cada elétron tem seu
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próprio endereço na nuvem eletrônica
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determinado por um conjunto de números
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quânticos que define sua energia órbita
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e rotação sem essa regra todos os
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elétrons simplesmente cairiam para o
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nível mais baixo de energia e os átomos
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deixariam de ter estrutura resultado o
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universo como conhecemos não
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existiria graças a Esse princípio os
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elétrons se organizam em diferentes
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camadas dentro do átomo preenchendo os
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níveis de energia disponíveis um por um
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esse é o motivo pelo qual elementos
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químicos tê propriedades diferentes a
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disposição dos elétrons determina como
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um átomo interage com os outros se todos
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os elétrons pudessem ficar no mesmo
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nível não haveria diversidade química e
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toda a matéria seria composta de um
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único elemento indistinguível Esse
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princípio também explica porque o sólido
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não passam uns pelos outros a matéria é
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resistente porque os elétrons nos átomos
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dos objetos simplesmente não podem
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ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo mas
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o princípio da exclusão de Paul não é
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importante apenas para átomos comuns ele
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se torna crucial em ambientes extremos
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como no interior de estrelas colapsadas
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em uma anã Branca por exemplo a única
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coisa impedindo que a gravidade Esmague
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completamente a matéria é princípio que
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mantém os elétrons empilhados como se
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estivessem sendo forçados a ficar em
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lugares separados no entanto há um
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limite se a pressão for grande demais os
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elétrons podem ser forçados a se
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combinar com prótons formando nêutrons E
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é assim que nascem as estrelas de
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nêutrons e até buracos negros
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a física dos elétrons já é estranha em
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condições normais mas quando a gravidade
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entra em cena com força total as regras
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mudam completamente dentro de uma
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estrela de nêutrons a pressão é tão
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absurda que os próprios elétrons são
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forçados a se fundir com prótons
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formando nêutrons esse processo chamado
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de captura eletrônica destrói a
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estrutura atômica e cria um núcleo Ultra
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denso onde toda a matéria se compacta a
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um nível impensável apenas uma colher de
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chá dessa substância pesa mais do que
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uma montanha inteira um dos fatos
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fascinantes sobre o universo é que mesmo
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no extremo a matéria encontra novas
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formas de existir o colapso
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gravitacional no entanto não para por aí
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quando a estrela tem uma massa ainda
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maior nem mesmo os nêutrons conseguem
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resistir O resultado é um colapso
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absoluto onde toda a matéria se condensa
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em um único ponto de densidade infinita
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um buraco negro nada pode escapar desse
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destino nem luz nem informação Nem mesmo
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as leis que conhecemos o horizonte de
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eventos marca a fronteira final entre o
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que entendemos e o que ainda é um
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mistério se o universo fosse um
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tabuleiro de chadrez cósmico os buracos
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negros seriam as peças mais
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imprevisíveis capazes de escrever as
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regras a qualquer
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momento observações modernas confirmam
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que esses gigantes devoradores de
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matéria realmente existem buracos negros
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supermassivos estão no centro de quase
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todas as galáxias moldando seu formato e
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influenciando sua evolução ondas
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gravitacionais geradas pela colisão
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desses Monstros já foram detectadas aqui
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na terra provando que o universo não
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apenas brilha ele também treme desde as
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partículas invisíveis dentro dos átomos
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até as forças titânicas que rasgam o
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tecido do espaço-tempo tudo segue leis
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Profundas que ainda estamos tentando
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decifrar cada descoberta abre novas
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perguntas mas o que já sabemos nos
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mostra o quão complexa e fascinante é a
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teia de interações que sustentam o
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Cosmos se os elétrons não precisam de
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energia para continuar se movendo Será
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que há outros segredos do universo que
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ainda não descobrimos o que mais pode
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estar escapando da nossa compreensão
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durante séculos a humanidade tentou
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decifrar as leis que regem a matéria e a
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cada Nova Descoberta percebemos que a
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realidade é ainda mais estranha e
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fascinante do que imaginávamos saber que
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partículas minúsculas seguem regras
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completamente diferentes do mundo
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visível nos leva a uma reflexão quais
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outros mistérios estão ocultos bem
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diante dos nossos
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olhos agora que você conhece um dos
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maiores enigmas do universo que tal ir
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além Pense em tudo o que discutimos os
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elétrons os saltos quânticos as estrelas
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de nêutrons os buracos negros cada um
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desses fenômenos redefine o que
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entendemos como possível Será que
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estamos realmente prontos para
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compreender a verdadeira natureza da
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realidade talvez ao explorarmos cada vez
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mais o mundo quântico possamos descobrir
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novas formas de energia novas
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tecnologias ou até mesmo respostas para
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questões que ainda nem sabemos fazer o
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que você acha que será a próxima Grande
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descoberta da ciência se você quer
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continuar explorando os mistérios do
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universo se inscreva no canal e ative as
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notificações aqui cada vídeo leva você a
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uma nova jornada pelo desconhecido
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desvendando verdades ocultas sobre o
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espaço o tempo e a própria
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existência Afinal o conhecimento é a
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chave para enxergar além do Óbvio e há
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muito mais para ser descoberto
