terça-feira, 30 de setembro de 2008

Big bang e universos paralelos

Eduardo Lütz é físico e tem atuado também em outras áreas como, por exemplo, Matemática, Informática, Filosofia, Linguagens e Educação. Foi, além de tradutor, professor de Ensino Médio, de escola técnica e de nível superior. Também é programador, analista de sistemas, arquiteto e engenheiro de software. Na Física, tem feito pesquisas em Astrofísica Nuclear, Física Hipernuclear, Buracos Negros e aplicações da Geometria Diferencial a estudos de Cosmologia. Atualmente, ocupa a maior parte de seu tempo em pesquisa e desenvolvimento de tecnologias de software para a Hewlett-Packard.

Nesta entrevista, concedida a Michelson Borges, ele fala sobre big bang, universos e paralelos e outros temas afins.

Você acha que o big bang é uma teoria plausível?

Antes de responder, me parece importante mencionar um aspecto importante da divulgação de informações sobre ciência.

É importante ter em mente que a intuição humana (incluindo a Filosofia) é extremamente inadequada para lidar propriamente com as leis físicas. Felizmente, isso não se aplica a métodos matemáticos, cuja origem não é humana, embora os símbolos sejam inventados. Assim, várias coisas que eu digo sobre ciência podem parecer inconsistentes ou até absurdas, à primeira vista, (incluindo o que acabei de falar sobnre Matemática) pois procuro ajustar a visão filosófica às evidências físicas e suas conseqüências matemáticas, e não ao que parece “razoável” à intuição humana.

Muitas pessoas, ao saber que a probabilidade de determinada hipótese é de “apenas” 99%, optam por uma hipótese concorrente que lhes parece mais razoável. Muito freqüentemente, porém, essa tal “hipótese mais razoável” possui uma probabilidade muito baixa (digamos, 1%), só que sua medida não é amplamente conhecida.

Quando utilizamos o método científico genuíno (não aquela versão descaracterizada que vemos nos livros didáticos), podemos descobrir e corrigir esses equívocos. Um dos aspectos mais fundamentais e menos reconhecidos do método científico é sua base matemática. Teorias científicas são estruturas matemáticas que satisfazem a certos critérios. Muitos, ao ouvirem explicações, motivações ou resultados de uma teoria, confundem essas coisas com a teoria em si.

Estritamente falando, o big bang não chega a ser uma teoria científica. Trata-se de uma família de soluções da equação fundamental de uma teoria científica chamada de Relatividade Geral. Essa teoria, por sua vez, tem-se demonstrado uma excelente aproximação em literalmente bilhões de experimentos e observações.

Vou tentar dar uma idéia do que se trata. Existe um teorema da geometria conhecido pelo nome de “identidades de Bianchi”. Esse teorema, quando combinado com a lei da conservação de energia (primeira lei da Termodinâmica) gera uma equação que constitui a pedra angular da Relatividade Geral.

Como qualquer equação que representa leis físicas, essa descreve uma infinidade de comportamentos possíveis (um para cada situação possível), chamados de soluções da equação. Basicamente, podemos “perguntar” à equação o que acontece em uma dada situação, e ela “responde” com uma de suas soluções. Ao aplicarmos essa equação ao Universo como um todo, podemos ver quais tipos de cosmologias são viáveis e quais tipos são inviáveis, em termos de compatibilidade com a equação.

Observando o Universo, e comparando os dados coletados com as diferentes famílias de soluções da equação da Relatividade Geral, há uma família que se destaca: uma em que o Universo está em expansão. O “problema” é que os membros dessa família têm outra coisa em comum: se o Universo for finito, ele foi extremamente pequeno no passado. Se for infinito, pelo menos a matéria esteve muito concentrada no passado, mesmo ocupando todo o espaço existente. Pode não parecer óbvio à primeira vista, mas matematicamente isso indica que o Universo teve uma origem.

A própria equação que gera essas soluções só é válida até muito próxima ao instante inicial, mas não pode tocar nele e dizer exatamente como o Universo foi criado.

Então, a resposta à sua pergunta, do ponto de vista físico, é: “Sim, o big bang é razoável, mas com uma ressalva quanto ao uso da palavra ‘teoria’, que é questionável nesse caso.”

Como relacionar tudo isso com a doutrina da Criação como exposta na Bíblia?

Primeiramente, é interessante notar que a Relatividade Geral é bem aceita entre criacionistas que têm algum conhecimento dessa área.

De acordo com a Bíblia, o Universo foi criado por Deus antes da semana de Gênesis 1. Uma das evidências encontra-se em Jó 38. Não é razoável, do ponto de vista bíblico, especular-se que o Universo teria sido criado na mesma semana de Gênesis 1. Quão mais velho é o Universo do que a Terra? Um ano? Mil anos? Um trilhão de anos? Pela Bíblia, somente, não sabemos e não podemos opinar.

Como Deus criou o Universo? A Bíblia não diz. Apenas comenta que foi pela Sua Palavra (por meio do Logos) que Ele ordenou e logo tudo apareceu. Isso significa que houve apenas uma fase da criação, que absolutamente tudo foi criado instantaneamente? Obviamente não. Isso seria incompatível até mesmo com Gênesis 1 sozinho, mesmo sem o auxílio de outras passagens. Significa que Deus criou o Universo já grande, plenamente expandido? De forma nenhuma.

Por outro lado, Cristo é chamado de Pai da Eternidade ou Pai Eterno (Isaías 9:6) . Comparando com outras afirmações bíblicas associadas, vemos indicações de Deus existindo além do espaço-tempo. Quando falamos em início do Universo, no contexto físico, estamos falando em início do espaço e do tempo, não só da matéria (até porque matéria e espaço-tempo são interdependentes). A passagem da não-existência do espaço-tempo para a existência dessa estrutura parece ter sua forma mais simples se essa origem ocorrer em algo parecido com uma singularidade (concentração que parece “infinita”), com posterior expansão. As leis físicas mostram que o Universo funciona de maneira otimizada (princípio de Hamilton). Teologicamente, isso significa que Deus sempre age da forma mais eficiente possível, adotando a solução mais simples para cada objetivo.

Então, do ponto de vista teológico, levando em conta Bíblia e as evidências físicas, o cenário do big bang é uma possibilidade mais do que razoável.

E quanto a galáxias “velhas” detectadas a mais de 11 bilhões de anos-luz?

Respondo com outra pergunta: O que isso tem a ver com o big bang? Intrinsecamente, nada. Indiretamente, isso afeta hipóteses sobre mecanismos de formação de galáxias que pretendem estar em harmonia com o cenário do big bang, porém, não lhe servem de fundamento.

Mas existem confusões ainda maiores: há quem chegue a misturar idéias sobre a origem da vida com a do big bang. Lamentável!

Outro detalhe: as estimativas sobre a idade do Universo são muito mais frágeis do que muitos pensam. Existem modelos com altíssima probabilidade de serem adequados, mas também existem modelos frágeis ou até bastante limitados em termos de consistência. Infelizmente, o público leigo dificilmente recebe informações para poder perceber a diferença.

O que você acha da teoria dos multiversos ou universos paralelos? Não seria uma tentativa de escapar à conclusão aparentemente lógica de que o Universo teve um começo?

Realmente, existem muitas tentativas de fugir de cenários nos quais o Universo teve uma origem. Quanto a idéias de multiversos, existem vários indícios no mundo físico que apontam para a existência de “universos paralelos”. Eles aparecem em vários contextos, na verdade. Alguns desses contextos são bastante atraentes para o estudioso da Bíblia.

Existem também os casos de mera especulação, sem qualquer apoio de evidências, aparentemente motivados somente pela aversão à idéia de o Universo ter tido um início, como é o caso do ponto de origem no big bang.

De que forma os universos paralelos podem ser atraentes para o estudioso da Bíblia?

Primeiramente, a Bíblia não se preocupa em explicar fenômenos físicos, embora ela ensine que devemos estudar o mundo físico até para entender melhor temas teológicos. A título de exemplo, notemos a discussão de Jó e seus amigos sobre a justiça de Deus e a forma como Deus aparece no capítulo 38, comentando que eles falavam sem conhecimento de causa, e que deveriam observar o mundo físico para aprender mais sobre o Criador. Voltando ao foco: a Bíblia concentra-se em informações de mais alto nível, do tipo, “Por que Deus permite o sofrimento, em que contexto maior isso se encaixa e qual a solução?”. Ela fornece detalhes históricos passados, presentes e futuros, indicando sua relevância no contexto geral e qual deve ser nosso papel nesses eventos. Isso, por si só, já deveria despertar a curiosidade para que se fizessem pesquisas científicas a respeito.

Apesar de o foco não ser esse, a Bíblia faz afirmações ousadas que possuem implicações físicas. Ela também menciona de passagem algumas coisas que as pessoas tendem a ignorar. Entre os conceitos bíblicos interessantes estão os “buracos de verme”, “wormholes”, “aberturas” no espaço-tempo permitindo, por exemplo, transpor rapidamente distâncias astronômicas sem violar o limite da velocidade da luz.

Outro conceito interessante é o de “regiões celestes”. Muitas pessoas, que crêem na Bíblia e acreditam em anjos e demônios, pensam nessas entidades como seres etéreos, feitos de “energia pura” (isso não existe, diga-se de passagem). Essas entidades seriam invisíveis e intangíveis, podendo atravessar paredes, por exemplo. Porém, observando com mais atenção os textos bíblicos, não bem é isso o que encontramos.

Para encurtar a história, o contexto geral sugere que este universo teria diferentes camadas capazes de comunicar-se entre si em condições adequadas. Essas camadas funcionariam como se fossem universos paralelos, mas na verdade seriam parte deste universo. Objetos e pessoas poderiam, em princípio, passar de uma camada para outra, mas não espontaneamente. Alguém com acesso a uma tecnologia para mover-se de uma camada para outra poderia entrar e sair de lugares “fechados” (pareceria ter atravessado paredes) e ficar invisível.

Podemos aplicar a primeira e a segunda leis da Termodinâmica para afirmar que o Universo teve que ter tido um início?

Podemos usar essas leis ao estudar as evidências. Conforme mencionei, um dos dois princípios que geram a equação que aponta para o início e expansão do Universo (big bang) é justamente a primeira lei da Termodinâmica. Esse cenário de Universo em expansão é extremamente favorável a que a segunda lei da Termodinâmica permita a existência de um Universo habitável.

É bastante estranho ver criacionistas combatendo essas idéias e às vezes até tentando propor modelos alternativos que acabariam implicando em um universo eterno.

Algumas reportagens sobre experimentos com o acelerador de partículas LHC afirmaram que se a tal “partícula de Deus” (bóson de Higgs) não for descoberta terão que reformular a física. Isso é verdade?

A imprensa tem feito um péssimo trabalho ao divulgar informações sobre esses assuntos. Suspeito que isso possa até ter sido estimulado por alguns físicos que queriam fazer propaganda de seu trabalho, mas as distorções que se observam são impressionantes: nenhum físico, por mais sensacionalista que seja, deve ter dito a maioria do que se alardeia por aí. Há muitos erros grosseiros. Falta revisão. Você já alertou seus leitores para as aberrações que aparecem em reportagens sobre a Bíblia, Cristo e assuntos correlatos em certos meios de comunicação, como a revista Veja, Superinteressante, IstoÉ, etc. O mesmo tipo de coisa que eles fazem com a Bíblia, fazem também com a ciência. Distorção total.

A própria expressão “partícula Deus” é totalmente descabida e desconectada de qualquer sentido.

Vamos contextualizar um pouco esse assunto: nós e tudo o que nos cerca, incluindo a própria luz, tudo isso é feito de partículas. Essas partículas são classificadas de acordo com suas propriedades. No primeiro nível de classificação, temos os bósons e os férmions. Fótons (partículas de luz) são exemplos de bósons. Existem vários outros exemplos conhecidos e estudados em laboratório. Bósons são partículas tais que várias podem ocupar o mesmo estado ao mesmo tempo (a idéia de que dois corpos não podem ocupar o mesmo lugar ao mesmo tempo não se aplica a bósons). Ou seja, bósons não obedecem ao princípio da exclusão de Pauli. Os férmions são as partículas que obedecem a este princípio. Exemplos: elétrons, prótons, nêutrons, quarks.

A partícula que muitos estão esperando encontrar no LHC é um bóson em particular chamado de bóson de Higgs. De acordo com um os modelos mas aceitos para classificar partículas e prever seu comportamento (especialmente no contexto do chamado Modelo Padrão da Física de Partículas), esse tipo de partícula seria responsável pelo fato de que as demais partículas têm massa.

Além disso, segundo algumas estimativas, essa partícula tem uma boa chance de ser detectada em experimentos envolvendo energias em uma faixa acessível ao LHC. E essa partícula, prevista teoricamente, é uma espécie de última peça do quebra-cabeça de uma área bastante importante. Por isso os físicos estão excitados.

Infelizmente, para justificar os investimentos, vários físicos adotam a postura de anunciar que essa ou aquela descoberta vai revolucionar completamente tudo o que se sabe sobre X ou Y. Isso é conversa para os órgãos financiadores, para a imprensa e para os pobres filósofos da ciência seguidores de Kuhn. As coisas nunca funcionaram assim e não vão começar a funcionar assim agora. Os modelos em questão já funcionam bem para seus propósitos e nada pode tirar isso deles.

Teoremas e teorias testados e funcionais não perdem validade. A teoria da Mecânica de Newton sempre permanecerá válida, pois foi devidamente testada. Isso não significa que os postulados newtonianos sejam verdades absolutas, mas significa que o modelo matemático correspondentes fornece resultados adequados em seu domínio de validade.

Novas teorias apenas ampliam as fronteiras, não podem invalidar as anteriores. Se você tem lido algo diferente disso, precisa reavaliar suas fontes sobre o funcionamento da ciência. Provavelmente essas fontes estão misturando ciência verdadeira com falsa e muito provavelmente confundindo filosofia da ciência com ciência. A última é confiável. Já a filosofia da ciência tem sido um poderoso instrumento de desinformação e, ainda assim, é a principal fonte de informação sobre ciência para não-cientistas.

Por outro lado, uma das coisas que mais entusiasma aos físicos em experimentos como os que serão feitos no LHC é justamente a possibilidade de encontrar coisas estranhas, além ou diferentemente do que foi previsto teoricamente. Por exemplo, o Universo pode ter mais do que três dimensões de espaço (não confundir com universos paralelos). Por que não vemos essas dimensões? Porque estariam compactificadas, como se nessas direções o universo estivesse enrolado com um diâmetro muito pequeno, não afetando nosso cotidiano. Existe isso? Quantas dimensões são? Que efeitos isso tem sobre as possibilidades de explorar o mundo físico? Essas dimensões extras podem afetar drasticamente os resultados de experimentos no LHC.

Por uma questão de romantismo ou propaganda, muitos físicos parecem gostar de pensar nesses eventos como surpresas que jogam por terra o que se pensava saber sobre Física, mas o fato é que essas “surpresas” geralmente são esperadas. Por exemplo, o caso das dimensões extras fazendo “desaparecer” alguns fenômenos esperados e fazendo “aparecer” outros foi previsto teoricamente (ex.: http://arxiv.org/abs/hep-ph/0605062v3). O que acontece é que esses experimentos servem para tirar dúvidas (ex.: quantas dimensões extras existem?), testar os limites das teorias atuais e obter informações para a elaboração de teorias com domínio de validade ainda maior.


MICHELSON BORGES
É jornalista, mestrando em Teologia pelo Unasp e membro da Sociedade Criacionista Brasileira . É editor na Casa Publicadora Brasileira e autor dos livros /A História da Vida / e /Por Que Creio / (sobre criacionismo), /Nos Bastidores da Mídia / e da Série Grandes Impérios e Civilizações, composta de seis volumes. Casado com Débora Tatiane, tem duas filhas.

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