DA SÉRIE: ENSAIOS QUE NOS LEVAM A
PENSAR
Subsérie: Temas Complexos
NOSSO UNIVERSO DE ONZE DIMENSÕES
Em forma de carta aberta ao amigo
Davi Lima de Araújo
VISUALIZANDO DE FORMA FÁCIL E
SIMPLIFICADA AS OUTRAS SETE DIMENSÕES DO UNIVERSO, POIS, QUATRO SÃO NOSSAS
COMPANHEIRAS DO DIA A DIA.
Por Edimilson Santos Silva
Meu distinto amigo Davi
1* Assuntos que se refiram ao universo sempre são interessantes, sendo
para uma imensa maioria um deleite, o homem primitivo, sempre olhou com
admiração para a beleza de um céu estrelado. O homem moderno não se compraz
somente com a beleza dos céus, ele busca o entendimento de como se formou este
céu estrelado, isto nos difere dos outros animais! Mas, no fim, no fim, eis
realmente o que somos! Animais pensantes mas, animais! a única coisa a nos
diferir dos animais é o ato de pensar! Coisa, que nem sempre fazemos com acerto!
2* Em 1916 Einstein apresentou ao mundo sua teoria da Relatividade Geral
propondo o tempo como a quarta dimensão, dimensão esta, associada ao espaço, a
que chamou de (espaço/tempo), fato que causou uma verdadeira revolução no meio
científico da época. Pouco depois, em 1919 um físico muito pouco conhecido fora
dos meios científicos, de nome Theodor Franz Eduard Kaluza (1885-1954) Kaluza antes
de publicar o artigo, procurou Einstein e discutiu com ele os fundamentos de
sua nova conjectura, Einstein, realmente era um gênio, ele leu e entendeu os
fundamentos da nova proposição de Kaluza, e autorizou sua publicação. Pouco
depois, Oscar Klein (1894-1977), em 1926 confirmou matematicamente a conjectura
de Kaluza que propunha a existência de uma quinta dimensão. Esta conjectura no
“futuro” seria conhecida como teoria (kaluza/Klein).
3* Não há compatibilidade entre a teoria quântica e a relatividade, A
teoria quântica é probabilística, enquanto a relatividade geral é determinista,
onde qualquer evento em qualquer momento pode ser exatamente determinado. Ao
contrário do que acontece com a física quântica, onde seus eventos só podem ser
determinados probabilisticamente, devido a incerteza de Heisenberg. Assim elas
tornam-se matematicamente incompatíveis! Interessante é que a teoria de
Kaluza/Klein vinha de encontro à teoria da relatividade geral, pois preconizava
a existência de uma física de um universo microscópico, praticamente nascente
na época, que seria chamada de física quântica. Embora o modelo de átomo de Bohr e Rutherford tivesse sido proposto já em 1914 a física quântica não estava ainda bem estruturada! Os físicos nem se referiam a ela como "física quantica". (Heisenberg somente em 27 formularia
a incerteza), (o próton só foi descoberto em 19 por Rutherford), (o nêutron em 32
por Chadwick).
A VISÃO DOS GÊNIOS SÃO DIFERENTES
3A* Einstein era tão genial, que enxergou o valor da teoria de
Kaluza, embora na época fosse somente uma conjectura, ele autorizou a sua
publicação, esta teoria ficou adormecida por quase 40 anos, foi a idéia de
Kaluza/Klein que deu origem e base à consagrada teoria das cordas de hoje, esta teoria
(das cordas), utiliza e está inserida no espaço de Calabi-Yau, sendo proposto pela primeira vez por Eugênio Calabi
em 1957 na universidade da Pensilvânia, mas, somente em 1977 o matemático
Shing-Tung Yau a comprovou pela via do cálculo na universidade de Harvard,
devido a este fato o espaço onde os eventos desta teoria ocorrem ficou
conhecido como: espaço “Calabi-Yau”, ocorrendo na escala: 10-33cm.
O UNIVERSO DE 11 DIMENSÕES
4* Para entendermos melhor as outras sete dimensões do espaço de
Calabi-Yau! Existe a necessidade de assimilarmos o que chamamos de teoria das
cordas, como uma entidade de quintessência, pois, na realidade não existe
somente uma teoria das cordas, mas sim, cinco teorias complementares,
indissociáveis e inderrogáveis, ora! Porque inderrogáveis? Simples meus amigos!
Qualquer teoria que seja retirada da teoria geral das cordas! Elimina as
restantes que ficaram! Entenderam o babado? Estas teorias são chamadas de: Tipo
I, Tipo II, Tipo IIB, Heterótica –O, e Heterótica –E, nenhuma destas cinco
teorias tem sustentação matemática sem pelo menos “uma” das outras quatro,
estas cinco teorias foram posteriormente tratadas matematicamente pelos físicos
como uma única teoria, e não poderia ser diferente. No princípio a teoria
comportava somente seis dimensões, em 1995 um dos pais da teoria das cordas de
nome Edward Witten na conferência (Cordas) na “University of Southern
California” comprovou matematicamente a existência da 7ª dimensão no espaço
Calabi-Yau, a partir daí os físicos teóricos acrescentaram-na à teoria das
cordas, então, desde 1995 que as nossas quatro dimensões somadas às sete
dimensões do espaço Calabi-Yau nos proporciona um universo de onze dimensões.
5* A teoria das cordas (embora com cinco facetas) possui um único modelo
físico, cujos blocos fundamentais são objetos extensos e unidimensionais
semelhantes a uma corda, que podem ser vistos como laços enrolados, ou como
cordas estiradas, isto muda conforme a abordagem matemática, estes objetos
matematicamente, não são puntiformes, “pontos”, como na física moderna
tradicional (física quântica e física relativista), onde para efeito de
cálculo, as partículas são normalmente puntiformes. Nos diz Brian Greene da
Universidade de Harvard que: – precisaríamos de aceleradores de partículas capazes
de produzir choques a um nível de energia cerca de 1 milhão de bilhões de vezes
maior do que o que hoje atingimos para comprovar diretamente que uma corda é,
ou não, uma partícula puntiforme!
DREAM THEORY
6* Meu prezado amigo Davi Lima de Araújo tenho uma grande frustação
dentro de mim, por só terem desenvolvido a teoria das cordas quando já me
encontro com idade tão avançada, e talvez não veja esta teoria concluída. Só
posso imaginar e sonhar com o desfecho. Concordo com o Mário de Andrade quando
disse: – Quando nos aparecem as cãs, é chegado o tempo de não mais discutirmos
os “rótulos” e de só nos interessarmos pelas “essências” das coisas. Agora
digo-o eu, nos ambientes onde só se dá valor aos rótulos, aí encontrarás os
estultos, os néscios e os homens com a visão dos homens da caverna de Platão,
estes só enxergam as sombras, e quando vêem muito, só conseguem ver as coisas
de maneira distorcida, afasta-te deles, e assim conservarás tuas forças, o “humanoide”
só se tornou “sapiens” porque teve forças para se proteger dos predadores do
vale Turkana onde surgiu o sapiens, e com a inteligência se proteger da burrice
do próprio sápiens e das harpias do inferno de Dante.
A TEORIA M
7* A teoria das cordas se propõe a (e segundo os físicos teóricos vai
conseguir), unificar as quatro forças fundamentais do universo. Tais quais: a
força forte, a força fraca, a força eletromagnética e a força da gravidade. A
física desde 1998 conseguiu unificar as três primeiras forças numa única teoria
ou equação, primeiro conseguiram unir a força fraca à força eletromagnética o
que chamaram de força eletro-fraca, em 1998 com novo esforço criaram uma nova
teoria incluindo a força forte. Na nova teoria das cordas onde as quatro forças
serão no futuro, integrantes de uma única equação ou teoria, e que é chamada de
“Teoria de Tudo”, também conhecida como teoria “M”, quando forem resolvidas as
pendências da teoria das cordas, e equacionada a interação da gravitação com as
outras três forças já unificadas, ter-se-á a teoria “M” que será a teoria “mãe”
da física, não sei se o “M” viria da palavra “Mother” ou “Main”.
8* Esta teoria final viria solucionar todos os problemas da física
tornando “una” a física quântica e a relatividade geral, pois, sendo a
relatividade geral determinística e contínua, nunca houve completa
compatibilidade com os postulados da física quântica, como disse acima, por ser
indeterminista, sendo totalmente probabilística.
9* Ora! Meu caro Davi! Quanto ao espaço da teoria das cordas, este
espaço meu amigo, é o mesmo espaço considerado por Einstein na relatividade
geral, que é o espaço com a geometria riemanniana, portanto, um espaço aberto e
curvo, é o espaço conhecido como o espaço no formato da sela. As ocorrências dos
novelos quânticos que a teoria das cordas nos propõe, são eventos que acontecem
numa escala inimaginavelmente diminuta.
10* Meu caro professor Davi, na teoria das cordas no espaço Calabi-Yau
por sua vez, suas sete dimensões estão presentes também em um espaço curvo
riemanniano, só que numa escala extremamente diminuta de 10-33 cm este
mundo está dois graus acima da escala da distância de Planck que é de 10-35
cm. O espaço de Calabi-Yau é tão diminuto que um físico nos propõe uma visão
verdadeiramente interessante deste espaço, com a seguinte metáfora: Se
considerarmos que crescemos um átomo para o tamanho do universo, neste
átomo-universo de 10-33 cm, uma corda cósmica teria o tamanho de uma
árvore média de 10 metros de altura e de largura de copa. Foi nesta escala que
Eugênio Calabi e Shing-Tung Yau conceberam a existência das cordas no que
posteriormente os físicos chamaram de espaço de Calabi-Yau. Na essência da
teoria das cordas está a realidade última, que é a textura finita de que é
feito o nosso universo. As cordas preenchem todo o espaço entre os elétrons e
os núcleos dos átomos, nos núcleos preenchem os espaços dentro dos quarks e
seus arredores, obviamente formam os quarks, obviamente forma todas as
partículas subatômicas, obviamente formam toda a matéria existente no universo,
obviamente preenche e forma todo o espaço existente no universo. As únicas
exceções são as quatro forças fundamentais, que utilizam as cordas como meio de
propagação. Destas singelas conclusões pode-se depreender a importância da
teoria das cordas no universo einsteiniano onde a geometria é a do espaço curvo
riemanniano. No micro espaço de Calabi-Yau o que prevalece é a geometria riemanniana
quântica.
11* Quando compreendi isto, quando meu Ser absorveu a essência da
essência desta teoria senti como se tivesse visto o meu mundo pela primeira
vez, foi como se tivesse acendido uma grande luz dentro de mim, isto se deu no
final do ano de 2001. Davi! O que físicos e matemáticos chamam atualmente de
teoria das supercordas é o princípio fundamental do universo. Na verdade eles
estão em busca da essência da essência da criação do universo. Me senti
extremamente gratificado ao compreender isso.
12* Embora numa escala tão diminuta, podemos, para melhor compreender
este espaço, é só fazer o caminho inverso desta escala. A escala média humana e
em torno do metro ou 101cm. A escala do horizonte cósmico é igual a
1028cm = a 13,81 bilhões de anos luz, portanto este é o limite
superior observável do universo, sendo a maior distância que o telescópio
espacial Hubble captou uma imagem de um corpo emissor de luz, equivalendo
aproximadamente a 14 bilhões de anos luz. Você como engenheiro sabe que se o
tamanho do universo for aumentado para a escala ou tamanho de 1029cm
isto nos diz, que o universo foi aumentado em dez vezes, com este argumento é
possível imaginar o quão é diminuto o tamanho do universo do espaço de
Calabi-Yau que está numa escala de 10-33cm, esta não é a escala da
distância de Planck, e curiosamente, ninguém a cita: ela é igual a 1.6162299(38)
x 10-35m. Portanto, 35 unidades negativas de escala, se somadas a
mais 28 de escala positiva do horizonte cósmico, que é igual a 1028
(isto se tomarmos a escala da distância de Planck como o horizonte limite do
micro universo).
13* Na conjetura de Eugênio Calabi, datada de 1957 quando ainda na
universidade da Pensilvânia, estas dimensões ou cordas segundo a sua equação
matemática, se encontram enroladas e escondidas na escala a que chamamos
atualmente de escala de Calabi-Yau, na forma de pacotes à semelhança de esferas
com certo número de buracos. Estas micro-esferas formam ou representam o que os
físicos chamam de tecido do espaço. Compreendamos este tecido do espaço com
esta analogia: ao atirarmos uma flecha, ou um avião ao percorrer o espaço, ou
um foguete no espaço sideral, todos estes objetos perfuram o tecido do espaço, (não
se trata da atmosfera), o tecido ao ser perfurado pela dianteira do objeto em
movimento, “aparentemente” e instantaneamente ele se fecha na sua traseira,
nosso próprio planeta em sua jornada pelo espaço, não o empurra para frente,
mas o atravessa, e este mesmo espaço se fecha à sua retaguarda. Mesmo nós,
quando andamos na rua não empurramos o espaço pra frente, nós perfuramos o
tecido do espaço (mas, não o cindimos), é como se ele se fechasse às nossas
costas. Isto é somente aparência! Na realidade o que ocorre é que as cordas são
um bilhão de bilhão de bilhão de bilhão de vezes menores que as partículas de
que é formada a matéria. Como tudo ocorre na escala da distância de Calabi-Yau,
não há como perceber isto. Então! Os objetos físicos em movimento não empurram
as cordas em forma de novelos para a frente, elas nem se movem! Elas por serem
menores que as partículas da matéria um bilhão de bilhão de bilhão de vezes,
simplesmente passam por dentro da matéria dos objetos sem serem afetadas!
EINSTEIN E A CISÃO DO ESPAÇO
14* Temos aqui, que as equações de Einstein com respeito à cisão do
espaço riemanniano, segundo estas equações, este espaço não pode se romper sob
pena de causar uma catástrofe cósmica, isto no espaço da “macro escala”, no
caso acima o espaço que não se abre para a passagem dos corpos está confinado próximo
à escala da distância de Planck, que é 10-35 e que o espaço de
Calabi-Yau é igual a 10-33. Podemos dizer que o tecido do espaço
simplesmente atravessa a matéria, assim como os neutrinos atravessam nosso
planeta sem ao menos mudar de direção ou de velocidade. O espaço do nosso
universo visível está entre a distância do quase invisível 10-5cm
(onde cessa nossa visão), e a distância da radiação de fundo, ou horizonte
cósmico, ou seja do raio do universo visível, igual a 1028cm. Abaixo
da escala de 10-5, cm está o espaço da escala de Calabi-Tau. Estando
duas escalas abaixo do espaço da distância de Planck.
14* Ora! Meu estimado professor Davi Lima de Araújo não é na escala de
Planck de 10-35cm que estão as outras sete dimensões embutidas e
escondidas, mas sim, na escala do espaço de Calabi-Yau de 10-33cm. Tudo
matematicamente deduzido em uma forma aproximada de esferas retorcidas e
perfuradas pelas outras sete dimensões, a que chamo de novelos. Alguns físicos
demonstraram que a teoria das cordas comporta nestas sete dimensões, não só
cordas, abertas ou fechadas, mas, também pontos, membranas, esferas, e outros
objetos que se formam nas dimensões mais altas. Os físicos teóricos nos deixam
entrever que; o que a física da teoria das cordas lhes diz peremptoriamente é
que: a teoria das cordas embora sendo uma realidade física irreversível, sua
elucidação completa demandará algumas décadas, ou talvez séculos ainda. Os
modelos das esferas do espaço Calabi-Yau possuem uma gama variada de formas
dentro de um padrão rígido de uniformidade, este paradoxo é próprio do mundo
quântico, ao que soube, são 435 formas matematicamente deduzidas.
15* É possível que seu navegador não suporte a exibição desta imagem.
É
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É
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É
possível que seu navegador não suporte a exibição desta imagem. Estas 4 figuras
são as melhores, e as mais utilizadas representações da feição matemática das
esferas do espaço (Calabi-Yau), elas representam as sete dimensões ou cordas,
enroladas e escondidas. Pode-se ver que há grande similaridade entre as
configurações das mesmas. Elas formam toda a matéria (tudo que existe no
universo), inclusive o tecido do espaço. Estas imagens foram buscadas em
diversos sites na internet para facilitar uma visão da estrutura última do
nosso universo. Lembrem-se da proposição do átomo/universo!
16* Uma forma matemática aproximativa das esferas do espaço de
Calabi-Yau, nos é apresentada pelos físicos como sendo, não uma partícula
puntiforme, como uma partícula quântica (lépton, múon, tau, ou um neutrino,
etc.), mas sim, como uma esfera multiforme de sete dimensões, o formato desta
esfera (figuras acima), deixa-nos de frente com uma entidade realmente
surrealista, com suas dobras e seus buracos, suas rupturas e seus contatos
colados, segundo a física da teoria das cordas estas esferas possuem
matematicamente pelo menos 435 formas. Tudo deduzido e confirmado na mais pura
dedução matemática. Nunca as poderemos ver. E não poderia ser diferente, este
mundo da escala de 10-33cm está completamente fora do alcance dos
nossos melhores instrumentos de ultramicroscopia.
17* Meu prezado Davi! Se a física moderna reconhece a existência deste
tecido do espaço, o que falar dos físicos newtonianos, quando se referiam ao
espaço como “cheio” do que eles chamavam de “Éter”. Em certas horas temos que
reconhecer que o antigo instinto natural do “homo sapiens sapiens” não pode ser
desprezado. Então, o que a física do século XX e do sXXI descobriu sobre a
textura do espaço nada mais seria que a forma que os físicos newtonianos já
preconizavam para a textura do espaço, isto é um espaço preenchido com uma
entidade! O nome que se dê a esta entidade, não importa agora. O espaço é e
sempre foi preenchido pelo que chamavam de éter, que na realidade nem sabiam o
que era. Naturalmente os físicos modernos não vão nominar este novo tecido do
espaço proposto por eles de “Éter”, claro que não vão. Mesmo por que, só
aumentaria a confusão, algo sempre indesejável na física.
18* A escala de 10-33cm em que estas entidades fundamentais
físicas estão embutidas é uma escala absurdamente diminuta… Para termos de
comparação; relembre a proposição do físico, para entenderdes o quanto é
pequena uma corda, pegue um átomo qualquer e cresça-o para o tamanho do
universo, neste átomo/universo uma corda será do tamanho de uma árvore média.
19* Meu caro professor Davi, a teoria das cordas está fundamentada na
física moderna da mecânica quântica e da relatividade geral e os avanços estão
a depender de experimentos no LHC (Large Hadron Collider) de Genebra, numa
tradução livre, (Grande Anel de Colisão de Hádrons), em física, no
modelo-padrão as partículas são classificadas em pesadas e leves: as pesadas
estão sujeitas à força forte, e são chamadas de (hádrons ou bárions) prótons e
nêutrons. As partículas leves são chamadas de léptons, e estão sujeitas à força
fraca ou nenhuma força como elétrons, muons, taus, os três neutrinos, e outras
lagartixas. O LHC retomou suas atividades em 2009.
20* Estimado Davi, pelo visto teremos, portanto, que esperar futuros
avanços na teoria das cordas a partir de experimentos efetuados no LHC. Como
seu nome o indica, sua função principal é colidir prótons e nêutrons,
naturalmente que irá colidir partículas não bariônicas também.
Richard
Feynman que ensinou física aqui no Brasil em 1950 um dos maiores expoentes da
mecânica quântica, escreveu:
Houve uma
época em que os jornais diziam que só havia doze pessoas no mundo que entendiam
a teoria da relatividade. Acho que esta época nunca existiu. Pode ter havido
uma época em que só uma pessoa entendia, porque foi o primeiro a intuir a coisa
e ainda não havia formulado a teoria. Mas depois que as pessoas leram o
trabalho, muitas entenderam a teoria da relatividade, de uma maneira ou de
outra; certamente mais de doze. Por outro lado, acho que posso dizer sem medo
de errar que ninguém entende a mecânica quântica.
Para encerrar:
21* Veja bem, meu amigo Davi! Eu não sei se consegui de forma simples e
coerente transferir as ideias principais que são propostas da existência destas
mais sete dimensões (fundamentais), na teoria das cordas para o nosso universo
sabidamente e intuitivamente tridimensional. A “coisa” em si, por ser ainda uma
teoria sem comprovação experimental, e como não se sabe se esta comprovação
será possível um dia, julgo que devido a isso, a “coisa” ainda seja
extremamente complexa.
22* Veja somente dois pequenos enfoques elucidativos da evolução do
espaço Calabi-Yau que nos faz o Dr. Brian Greene na sua obra “O Universo
Elegante” à páginas 397 ele nos diz: [... - As equações da teoria das cordas
indicam então a ocorrência de uma instabilidade – semelhante à da época
inflacionária de Guth – que levou todos os pontos do universo a afastarem-se
rapidamente uns dos outros. Gasperini e Veneziano demonstraram que isso levou o
espaço a tornar-se progressivamente mais curvo, o que resulta em um fortíssimo
aumento da temperatura e da densidade de energia - ...] 7 Aqui ele nos remete
para a nota 7 do capítulo 14 que nos diz à página 446: 7. [... - O leitor
instruído notará que a nossa descrição tem lugar no chamado referencial das
cordas, em que a curvatura crescente durante o pré-big-bang decorre de um
aumento da intensidade da força gravitacional (provocado pelo campo dilaton).
No chamado referencial einsteiniano, a evolução seria descrita como uma fase de
contração acelerada - ...]
23* Já na página 405 ele nos diz: [... - Pequenas variações nos
parâmetros nos universos descendentes – (aqui ele, (Greene), compara o Big-Bang
com um buraco negro), levarão, portanto, a que alguns sejam mais propensos à
produção de buracos negros do que o universo-pai e tenham, em consequência, uma
descendência ainda maior... - ]. 10 Aqui ele nos remete à nota dez do capítulo
14 também na página 446, que diz textualmente: 10. [... - Na teoria das cordas,
por exemplo, essa evolução poderia decorrer de pequenas mudanças na forma das
dimensões recurvadas de um universo para os seus descendentes. O nosso estudo
sobre as transições cônicas que rompem o espaço indica que uma sequência
suficientemente longa dessas pequenas mudanças pode levar de um espaço de
Calabi-Yau a qualquer outro, o que permite que o multiverso reflita a
eficiência reprodutiva de todos os universos com base nas cordas. A hipótese de
Smolim leva, a que depois que o multiverso passe por um número suficiente de
estágios reprodutivos, possamos esperar que um universo típico tenha um
componente Calabi-Yau de alta fertilidade... - ]
24* Deu pra entender donde advém a minha dificuldade, de somente em 10
(dez) páginas transferir os conceitos das outras sete dimensões para meus
leitores? Mas, espero que tenha conseguido. Quando Greene faz referência a um
pré-big-bang ele esta se referindo ao pré universo de Gasperini e Veneziano que
é um universo frio e infinito, lugar propício para a formação do
ultramicroscópico espaço Calabi-Yau. Espaço infinitamente pequeno, já contido
na singularidade. Poucos perceberão estas sutilezas.
25* Era meu propósito encerrar este insosso ensaio mesclando minhas
palavras com as palavras do Dr. Professor Brian Greene, e assim o faço:
(Movér): [... – A teoria das cordas vem preencher o que parece ser a resposta
maior que a filosofia ontológica pode conceber para a questão: (de que somos
feitos, nós e o universo?)... - ] Já o (Brian) nos diz: [... - A teoria das
cordas pode ser o último campo de batalha teórico na velha luta por compreender
os mecanismos mais profundos do funcionamento do universo... - ].
26* Meu prezado amigo, Engenheiro Civil e Professor da UESB em Vitória
da Conquista, Davi Lima de Araújo, as redundâncias, nos pontos fortes da teoria
foram propositais, pois, sei e bem sei, que não somente o amigo lerá esta
pequena e desprezível apreciação sobre a mais importante teoria da física
moderna. Ficando explicitado que só arranhei de leve, bem de leve e por breves
segundos a superfície da maior de todas as teorias que uma plêiade de físicos
(os mais inteligentes do planeta), já intentou estruturar,
Edimilson
Santos Silva Movér
Maio de
2010
Bibliografia:
O
Universo Elegante, Brian Greene- Companhia das Letras-
7ª
reimpressão, revisor Rogério Rosenfeld- Unesp.2008
Uma Breve
História do Tempo, Stefhen W. Hawking-Editora Rocco Ltda. 1988
Utopia do
Espaço Sideral, Walmir Cardoso- Editora Brasiliense-1989
Panorama
Visto do Centro do Universo,Joel R. Primack e Nancy Abrams – Companhia das
Letras-2006
Brincando
com o Universo. Geraldo Antunes Cacique, Deduções Lógicas -Belo Horizonte. MG.
1ª Edição 2005
NOSSO UNIVERSO DE ONZE DIMENSÕES - ENSAIO