As peculiaridades da Cosmologia


RETIRADO DO blog do sr. Luis Nassif

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As peculiaridades da Cosmologia

Enviado por luisnassif, dom, 05/02/2012 – 10:26

Por Assis Ribeiro

Do Le Monde Diplomatique

Três hipóteses para um Big Bang

Na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, em Genebra, os pesquisadores procuram a famosa “partícula de Deus”. O bóson de Higgs poderia permitir explicar as propriedades do Universo. A busca pelo infinitamente pequeno transformaria então a física para nos esclarecer o nascimento do cosmos

por Aurélien Bernier

Ciência do Universo em seu conjunto, que tenta descrever o cosmos desde seu instante inicial até seu eventual momento final, a cosmologia é uma disciplina peculiar. Evidentemente, a experiência “criação do Universo” não é reprodutível, o que torna impraticável o usual procedimento de inferência e verificação pela observação reiterada de processos similares. Além disso, o observador faz parte do sistema que pretende descrever, o que é incompatível com o distanciamento necessário para uma observação neutra e objetiva. Finalmente, as “condições iniciais” – isto é, o estado do sistema a partir do qual a evolução é calculada – são um grande mistério, já que não existe, por definição, nem anterioridade nem exterioridade ao “sistema universo”. Tudo isso sem contar que as energias em jogo nos primeiros instantes da história cósmica vão muito além do que já foi testado na Terra e que, ao contrário da abordagem habitual, o dado conhecido é o estado “final” do objeto de estudo. Porém, a despeito de tais dificuldades (e em parte graças a elas), a cosmologia tornou-se uma ciência, e até uma ciência de precisão. O modelo padrão do Big Bang – um universo em expansão há quase 14 bilhões de anos – é hoje convincente, pois está amparado em elementos sólidos.

No plano da observação, a ideia de um universo em expansão se estabeleceu em meados do século XX, por diversas excelentes razões. As galáxias estão se afastando umas das outras, a abundância de elementos químicos no universo é consistente com as previsões da física nuclear em um cenário como o do Big Bang e o conteúdo do cosmos evolui manifestamente com o tempo, o que seria dificilmente explicável se ele fosse estático e eterno. Finalmente, a radiação fóssil, verdadeira primeira luz do Universo, comporta-se exatamente como esperado. Esse fundo difuso de fótons, radiação proveniente de todas as direções do céu, descoberto em 1965 e atualmente analisado com precisão sem igual pelo satélite europeu Planck,1é testemunha do período de intenso calor experimentado pelo Universo após o Big Bang, confirmando assim o essencial do modelo. Além do mais, essa radiação conserva finas impressões da física do Universo mais primordial: os primeiros instantes lentamente revelam seus segredos.

Paralelamente a esses fundamentos experimentais, o modelo do Big Bang desenvolveu-se pela edificação de um notável quadro teórico: a relatividade geral, que explica a natureza profunda do espaço e do tempo. Ela mostra – e isso é uma grande revolução – que o espaço-tempo não é mais o lugar onde os fenômenos ocorrem, mas é em si mesmo um fenômeno. Em outras palavras, o espaço-tempo torna-se dinâmico: a expansão do universo não é um deslocamento de matéria no espaço, mas uma dilatação do próprio espaço. Aliás, é também a partir daí que os buracos negros podem ser verdadeiramente compreendidos. Quando uma estrela de grande massa explode como supernova, cria-se no espaço uma área de tamanha densidade que nada é capaz de lhe escapar. O buraco negro apresenta uma estrutura tão complexa que, nele, o espaço se transforma em tempo, e o tempo em espaço.2É de certa forma o espaço fluindo na singularidade central que marca o fim dos tempos! Levando a relatividade ao auge, os buracos negros conduzem a fenômenos estranhos. A velocidade de um corpo caindo no horizonte de um buraco negro, por exemplo, seria medida como a maior possível (a da luz) por um observador próximo, mas como a menor possível (zero, portanto) por um observador distante.

Entretanto o modelo não é perfeito, e tropeça em três questões fundamentais.

Em primeiro lugar, o essencial da massa do Universo é de natureza desconhecida. Pior ainda, é possível demonstrar que essa “matéria escura” não consiste de partículas identificadas pela física de altas energias. Assim se estabelece um duplo enigma: cosmológico, pois remete ao componente dominante do universo; e corpuscular, pois remete a novas partículas ainda não inventariadas. As soluções possíveis são pouco numerosas. A mais convincente consiste em supor uma nova simetria fundamental da Natureza (conhecida como supersimetria): uma relação entre as partículas constitutivas da matéria (quarks, elétrons…) e as que veiculam as interações (por exemplo, eletromagnéticas ou nucleares). Dessa elegante hipótese decorreria a existência de partículas pesadas e estáveis, que poderiam constituir a matéria escura do Universo, cerca de sessenta vezes mais abundante que a matéria diretamente visível. Esse monitoramento, realizado sobretudo graças aos aceleradores de partículas – em particular o Large Hadron Collider (LHC, Grande Colisor de Hádrons) do Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (Cern), em Genebra –, é hoje uma preocupação central de físicos e cosmólogos. Por enquanto, nenhum sinal de supersimetria foi descoberto no LHC. Pelo contrário, a versão “mínima” dessa teoria já foi excluída em sua essência.

Em segundo lugar, uma década de observações confiáveis mostra que a expansão do universo é cada vez mais rápida.3Como o universo pode acelerar se a única força que atua em grande escala, a gravidade, é uma força atrativa? Essa questão suscita uma atividade teórica e de observação ainda mais intensa pelo fato de que a energia associada a essa aceleração é duas vezes maior que a da matéria escura.

Por fim, o próprio Big Bang, como instante original, é fundamentalmente incompreensível. O que poderia ser esse princípio não criado (“Criação no tempo, e para isso um Criador, portanto Deus”: a frase de Pio XII, de 1951, repõe o desafio) e matematicamente ambíguo? Ele é uma previsão da relatividade geral, quando precisamente essa teoria deixa de ter validade, e por uma razão simples: ela ignora as lições da mecânica quântica, física do microcosmo que mostra que em pequena escala tudo é descontínuo, que as partículas elementares são dotadas de ubiquidade e que a visão determinista (uma causa levando a um efeito necessário) deve ser substituída pela concepção probabilística (uma causa levando a um efeito provável). Conciliar relatividade geral e física quântica é uma tarefa extraordinariamente árdua, à qual as maiores mentes se dedicam há quase um século. A abordagem mais bem-sucedida que não requer nenhuma hipótese revolucionária é certamente a gravidade quântica em loop.4Esses loops formariam uma malha fina que não estaria localizada no espaço, mas constituiria o próprio espaço, formada por pequenos “átomos” elementares nos quais nós viveríamos.

Aplicado ao universo, esse modelo transforma radicalmente nossa visão cosmológica: o Big Bang, a singularidade primitiva, desaparece, sendo substituído por um “grande salto”. Em outras palavras, existiria um “antes do Big Bang”, um espaço em contradição que teria dado um salto no momento em que sua densidade se tornou gigantesca, assim dando origem à expansão atualmente observada. Essa teoria rigorosa e matematicamente bem definida é, além de tudo, potencialmente testável, uma vez que tal salto titânico poderia ter deixado finas impressões detectáveis na radiação fóssil.

Mas há outra abordagem, a teoria das cordas,5que propõe a vertiginosa questão da existência de universos múltiplos. De fato, a inflação – aumento considerável do “tamanho” do Universo em seus primeiros instantes – teria criado não um, mas uma infinidade de universos-bolhas, estruturados de acordo com leis físicas diferentes (ditadas pelas cordas), eventualmente muito distantes das que regem nossa própria bolha. Mais uma ferida a ser somada àquelas já infligidas ao ego humano por Nicolau Copérnico, Charles Darwin e Sigmund Freud, que colocam em xeque o status de “eleito” do homem: nosso próprio universo é derrubado de seu pedestal e reinterpretado como uma ilhota irrisória e contingente nesse vasto “pluriverso”. Em toda parte, mundos sem luz, mundos sem matéria, mundos em dez dimensões… Cada universo-bolha teria seu próprio Big Bang, talvez sua própria dimensionalidade. Tudo, ou quase tudo, acabaria sendo possível. Dentro dessa estrutura de boneca russa de múltiplos universos, nós estaríamos em um dos favoráveis à existência da complexidade, portanto da vida – ínfima parcela na qual a física assume a forma estranha e graciosa que conhecemos. Do mesmo modo como nosso planeta não é em absoluto representativo do conjunto de nosso universo, nosso universo certamente não é representante do conjunto do multiverso. Isso não é uma teoria, mas uma previsão de algumas teorias, e é nesse ponto que tal modelo é testável, no sentido usual do termo, embora evidentemente bastante especulativo. O real seria mais plural do que tende a pensar uma tradição vertebrada pelos mitos do Um e da Ordem. O que, aliás, remete a uma tradição de pensamento paralela que iria dos atomistas gregos a certos filósofos analíticos, passando por François Rabelais, Gottfried Wilhelm Leibniz, Ludwig Wittgenstein e Jacques Derrida.

Essas hipóteses não negam as exigências de rigor da física usual. Mas abrem, talvez, novas portas. Elas vivem nas fronteiras, para dissolvê-las; elas enxergam a possibilidade da desconstrução. O que obviamente levanta a questão de nossas expectativas em relação à ciência da Natureza. Essa abordagem pede uma atenção escrupulosa aos detalhes esquecidos pela tradição, aos pontos de fricção, aos paradoxos e às aporias. Ela convida ao deciframento da física como construção, e a reconhecer-lhe o direito de não ser a única versão correta do real. A questão hoje talvez seja a de multiplicar os modos possíveis de nossas relações-com-o(s)-real(is). A extraordinária diversidade do mundo requer sem dúvida considerar uma nova pluralidade em nossas formas de compreensão. A falta de imaginação sempre foi mais prejudicial às ciências do que o excesso de ideias audaciosas.

“Resistir é criar”, escreveu o filósofo Gilles Deleuze. É exatamente desse modo que hoje se desenvolve (ou deveria desenvolver-se) a criação científica: resistência contra as ideias prontas, contra o desinteresse político pela pesquisa de fundamentos, contra a facilidade do conformismo, contra a proliferação de instâncias de classificação tão nocivas quanto superficiais, contra a inflação grotesca da burocracia, contra a importação sistemática de dogmas liberais mesmo quando o fracasso é inevitável, contra a precarização generalizada que contribui para instituir um sistema intelectualmente inibidor. Como destaca Carlo Rovelli, “foi a rebelião das gerações precedentes contra as visões de mundo adquiridas, seus esforços para pensar o novo, que fizeram nosso mundo. Nossa visão de mundo, nossas realidades, são seus sonhos realizados. Não há razão para ter medo do futuro: nós podemos continuar a nos rebelar, a sonhar com outros mundos possíveis, e a procurar por eles”.6

Aurélien Bernier é autor de Les OGM en guerre contre la societé (Paris, Attac/Mille et Une Nuits, 2005) e co-autor de Transgénial! (Paris, Attac/Mille et Une Nuits, 2006).

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