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A crise da cosmologia (Parte 1)

Desde o alvorecer da civilização que os seres humanos questionam o funcionamento do mundo natural ao seu redor e seu próprio lugar no Universo. Através de um longo processo de investigação ao longo de milênios, a espécie humana construiu uma compreensão mais ampla da natureza e do Cosmos. Cada geração sucessiva ampliou o horizonte de nosso conhecimento e, no processo, estendeu os limites do Universo conhecido. De Ptolomeu e Copérnico até os nossos dias, em cada etapa, as descobertas científicas refinaram e redefiniram nossa imagem do Cosmos e nosso lugar dentro dele.

Desde o alvorecer da civilização que os seres humanos questionam o funcionamento do mundo natural ao seu redor e seu próprio lugar no Universo. Através de um longo processo de investigação ao longo de milênios, a espécie humana construiu uma compreensão mais ampla da natureza e do Cosmos. Cada geração sucessiva ampliou o horizonte de nosso conhecimento e, no processo, estendeu os limites do Universo conhecido. De Ptolomeu e Copérnico até os nossos dias, em cada etapa, as descobertas científicas refinaram e redefiniram nossa imagem do Cosmos e nosso lugar dentro dele.

Mas esta viagem de descobertas, como em todos os campos da ciência, não foi uma ascensão suave dos mais baixos aos mais altos planos do conhecimento. Pelo contrário, o processo se desenvolve de forma dialética; em cada caso, acumula-se uma grande quantidade de evidências que estão em contradição com a teoria estabelecida; torna-se necessária uma mudança radical de perspectiva para quadrar o círculo e continuar levando o conhecimento adiante; e com melhorias graduais de nossos modelos, pavimentamos o caminho para mudanças qualitativas teóricas, que, por sua vez, permitem novos avanços.

Tais saltos qualitativos, entretanto, raramente são fáceis de dar, e requerem uma ruptura dramática e revolucionária com o paradigma científico estabelecido, que frequentemente se apoia no peso dos preconceitos passados e nos interesses conservadores do status quo. Foi assim com a revolução de Copérnico e Galileu, que desafiaram a velha visão geocêntrica do mundo – encorajada e defendida pela Igreja – que colocava a Terra no centro do sistema solar.

Agora, no século XXI, apoiando-nos sobre os ombros de gigantes como Einstein e muitos outros, somos capazes de ver mais longe que nunca. Graças às pesquisas das gerações anteriores, desenvolvemos uma compreensão extraordinária do Universo e de suas leis – desde as previsões precisas proporcionadas pela mecânica quântica em nível atômico e subatômico, às teorias da relatividade especial e geral e suas explicações da gravidade, do movimento, do espaço e do tempo.

Contudo, já há algum tempo que nuvens de tempestade estão se acumulando no horizonte. Houve um acúmulo de evidências e inconsistências que colocam em questão os atuais modelos cósmicos. Problemas profundos e fundamentais com as teorias existentes permanecem sem resposta e anos de pesquisa em novas ideias não levaram a lugar algum. Em suma, a cosmologia moderna está em crise.

O que sabemos?

As atuais teorias cosmológicas podem ser em termos gerais divididas em duas – e depois em duas novamente. Na escala atômica e subatômica temos a mecânica quântica e o Modelo Padrão da Física de Partículas (MPFP). Na escala das estrelas e das galáxias – e ainda maior – temos as teorias de Einstein da relatividade geral e o Modelo Padrão da Cosmologia do Big Bang (MPCBB).

O MPFP descreve o verdadeiro zoológico de partículas que se diz ser “os blocos de construção fundamentais” da matéria, consistindo de pequenas partículas chamadas léptons, tais como o elétron e o neutrino, e uma variedade de partículas maiores chamadas quarks, que compõem prótons e nêutrons. Além disso, o MPFP explica o comportamento de três das quatro forças da natureza: a força eletromagnética (eletromagnetismo, incluindo a luz e a repulsão e atração magnética); a força nuclear fraca (responsável pelo decaimento radioativo) e a força nuclear forte (que liga os prótons e nêutrons). A quarta força é a gravidade, que faz com que toda a matéria se atraia mutuamente; esta é significativamente mais fraca que as outras três, mas opera em uma escala vasta e não está incluída no MPFP, sendo explicada pela relatividade geral.

Se diz que as três forças dentro do MPFP são transmitidas entre as partículas de matéria por meio de bósons – partículas portadoras de força – tais como o fóton, que transmite a força eletromagnética. Além disso, o MPFP explica que toda matéria tem a propriedade de massa devido a sua interação com o campo de Higgs, via o bóson de Higgs – a chamada “partícula de Deus”, descoberta que foi anunciada pelos cientistas inicialmente em julho de 2012, com posterior confirmação em março de 2013. Isto ocorreu depois de 40 anos de pesquisa, que incluíram a construção do Grande Colisor de Hádrons.

A mecânica quântica tem por objetivo descrever o comportamento das partículas cobertas pelo MPFP. Em particular, a mecânica quântica tenta explicar como tais partículas podem ser consideradas ao se comportar tanto como partículas quanto como ondas. A luz, por exemplo, durante muito tempo considerada como uma onda eletromagnética, ficou demonstrada por Einstein em 1905 ser composta de partículas sem massa, os fótons, com valores discretos de energia proporcional à frequência da onda. Vice-versa, a famosa “experiência da dupla fenda” demonstrou que um fluxo de partículas quânticas, quando disparado contra uma folha com dois furos, produziria um padrão sobre um filme fotográfico normalmente associado à interferência produzida pelas ondas em interação.

No mundo quântico, as noções da lei do movimento de Newton são substituídas por probabilidades. De acordo com certas interpretações – tais como a da “Escola de Copenhague” – as propriedades das partículas não existem objetivamente, isto é, independentemente do observador subjetivo, mas são determinadas pelo próprio ato de mensuração e observação em si. As partículas aparecem e desaparecem; existem e não existem ao mesmo tempo. Em vez de previsibilidade, a mecânica quântica introduz somente incerteza. Onde uma vez havia causa e efeito, repentinamente nos encontramos mergulhados na aleatoriedade.

No outro extremo da escala, temos a teoria especial da relatividade de Einstein, que explica a natureza relativa do espaço e do tempo; isto é, a forma como o espaço se curva e o tempo desacelera para a matéria, à medida em que se aproxima da velocidade da luz, que (no vácuo) é constante, geralmente denotada como c. As teorias de Einstein incluem a importante suposição de que nada no Universo pode viajar mais rápido do que a velocidade da luz.

A relatividade geral, por seu lado, explica a força gravitacional em termos da interação entre a matéria e a noção de espaço-tempo. Espaço-tempo é um tecido conjunto das três dimensões espaciais e a dimensão do tempo que se curva sob a influência da matéria. De acordo com a relatividade geral, a curvatura do espaço-tempo, causada pela matéria, por sua vez afeta o movimento da matéria. Assim, vemos uma interação dinâmica entre matéria e espaço-tempo, na qual uma condiciona a outra, e da qual emerge a força da gravidade.

Finalmente, temos o Modelo Padrão da Cosmologia do Big Bang (MPCBB), que em última análise tenta explicar a natureza do Universo como um todo, incluindo suas origens e sua história. A base fundamental do MPCBB é a ideia de que o Universo teve um começo, e que antes deste começo não havia nada: nem espaço nem tempo existiam. Até 1917, quando Einstein tentou aplicar as equações da relatividade geral ao Universo como um todo, a opinião científica que prevalecia era que o Universo era estático e eterno. Os cálculos de Einstein, contudo, demonstraram que o Universo é dinâmico; sua conclusão foi que as forças mútuas da gravidade no seio da matéria poderia causar instabilidade, com o Universo em última instância colapsando sobre si mesmo.

Em 1931, as observações do astrônomo estadunidense Edward Hubble proporcionaram evidências que sugerem que as galáxias, longe de colapsarem, estão de fato se afastando umas das outras. A conclusão retirada destas observações foi que, se tudo está se afastando de tudo, deve ter havido um ponto no tempo e no espaço em que tudo estava junto; um ponto de origem para todo o Universo. Este evento “originário” foi cunhado com o nome de “Big Bang”, um termo usado pela primeira vez com desprezo pelo astrônomo inglês Fred Boyle para descrever este criacionismo cosmológico.

Juntas, estas modernas teorias – o MPFP, a mecânica quântica, a relatividade especial e geral, e o MPCBB – formam o atual modelo cosmológico utilizado para descrever as leis fundamentais do Universo. Durante a maior parte de um século, os físicos teóricos fizeram tentativas, incluindo Einstein e seus contemporâneos, para combinar todas as quatro forças naturais em uma simples “Teoria de Tudo”, mas foi em vão. E, como rapidamente se torna aparente após nova descrição e investigação, em vez de explicar as leis fundamentais, estes modelos estão eles próprios cheios de contradições e falhas fundamentais.

Matéria escura e energia escura

Parece que a capacidade dos modelos e teorias atuais de explicar as observações e evidências a nossa disposição atingiu os seus limites. Desde a pequena escala subatômica à grande escala cosmológica, surgiram contradições a cada passo dado.

Começando de trás com o MPCBB, imediatamente encontramos problemas que são, literalmente, robustos. Para ser mais específico: onde está toda a massa? Partindo da medição das velocidades de grandes objetos astronômicos, tais como as galáxias e as estrelas, e da força dos efeitos gravitacionais necessários para tais velocidades, infere-se consistentemente que a grande maioria da massa no Universo parece estar “desaparecida”. As estimativas para esta matéria aparentemente não existente são espantosamente altas, com 90% da massa necessária para que as observações tenham sentido (na base das teorias atuais) aparentemente desaparecidos. Este não é exatamente um pequeno erro estatístico!

Agora comumente se utiliza o termo “matéria escura” para se descrever esta massa que falta. Para dar conta disto, os cientistas começaram a busca por “WIMPs”, ou partículas massivas de interação débil; isto é, a busca de um tipo de matéria que é difícil de se ver ou de se detectar, mas que tem poderosos efeitos gravitacionais. Até agora, a busca de possíveis candidatos a WIMP tem se mostrado esquiva e nenhuma das teorias cosmológicas-padrão lançou alguma luz sobre onde essa enorme quantidade da suposta matéria escura pode estar escondida.

O próximo da lista dos problemas gritantes é a “energia escura”. Apesar de seu nome similar à matéria escura, este é um problema completamente diferente dentro do MPCBB, e se relaciona à questão da expansão do Universo. No final dos anos 1990, novas observações astronômicas indicaram que não apenas todas as galáxias estão se afastando umas das outras, como também que a velocidade desta expansão está realmente aumentando. As galáxias estão, ao que parece, acelerando sua distância umas das outras. Em toda a física padrão se entende que a aceleração somente pode ocorrer quando uma força é aplicada. A implicação da aceleração das galáxias, portanto, é que deve haver uma força, oposta e maior que a atração mútua da gravidade, e que esta força está acelerando a matéria para além em todas as direções.

Einstein tinha introduzido originalmente esta ideia com sua famosa “constante cosmológica” – efetivamente um número arbitrário introduzido para conformar suas equações de um Universo que estivesse organizado em equilíbrio constante e estável, mais do que em colapso sobre si mesmo devido aos efeitos da gravidade. Einstein, mais tarde, admitiu que esta era de fato uma falsificação, com nenhuma evidência teórica ou empírica por trás dela, e descreveu a constante cosmológica como “a maior gafe de sua vida”.

Com as mais recentes observações, contudo, a constante cosmológica foi reintroduzida na forma de “energia escura” – energia associada ao espaço vazio que agiria para empurrar a matéria além. Mas, novamente, este não é um pequeno erro: o cálculo mais recente indica que a energia escura deve responder por 73% de toda a massa-energia do Universo; a matéria escura deve recuperar outros 22% – deixando à verdadeira matéria e à radiação que podemos realmente detectar apenas 5% de toda massa-energia que a observação sugere haver [1].

Dar um nome ao fenômeno, no entanto, não o explica. Friedrich Engels, com Karl Marx, foi um dos fundadores do socialismo científico e quando argumentava contra aqueles cientistas que ficavam satisfeitos com simplesmente colar a etiqueta “força” como uma explicação para fechar qualquer brecha de seus conhecimentos, ele comentou:

“Exatamente porque ainda não temos clareza sobre ‘as condições bastante complicadas’ destes fenômenos, frequentemente nos refugiamos aqui na palavra força. Expressamos através disso não o nosso conhecimento, mas nossa falta de conhecimento da natureza da lei e de seu modo de agir” [2].

Assim como Engels polemizou contra os cientistas do século XIX, no século XX podemos justificadamente criticar aqueles cientistas que estão felizes com encobrir os buracos de suas teorias com frases como “matéria escura” e “energia escura”.

O Big Bang

Uma questão ainda mais fundamental em relação ao MPCBB é a do próprio Big Bang. A principal evidência para a teoria de um “Big Bang”, um evento no tempo e no espaço quando toda a matéria no Universo estaria concentrada em um único ponto, é a observação de que os objetos astronômicos, tais como as galáxias, estão se afastando uns dos outros, indicando isto um ponto comum a partir do qual este movimento se iniciou.

Este conceito de um “Big Bang”, envolvendo um único ponto que concentraria toda a matéria – conhecido como uma singularidade – faz brotar toda uma série de problemas para os cosmologistas e que estão ainda sem resolver. O primeiro é que em tal singularidade teórica a densidade da matéria seria infinita, a tal ponto que todas as leis conhecidas da física entrariam em colapso. Em segundo lugar, a questão é saber: de onde viria a energia para tão poderosa explosão? Alguns têm sugerido que o Big Bang, e a resultante criação do Universo, foi simplesmente o produto de uma “flutuação quântica”, isto é, de uma perturbação aleatória no espaço-tempo. Mas se nada – nenhuma matéria, energia, movimento, espaço ou tempo – existiam antes do Big Bang, como poderiam existir quaisquer leis físicas – incluindo a mecânica quântica – que tivessem algum significado? Uma “flutuação quântica” de quê, a partir de quê e dentro de quê?

Finalmente, e mais importante ainda, em uma observação relacionada à anterior: o que se diz quanto ao que existia antes do Big Bang? Alguns sugerem que este momento foi o ponto de criação de todo o Universo; a fonte original de todo movimento; o motor principal. Então, o que veio antes? Algumas teorias modernas sugerem que havia um Universo de matéria em pura estase – isto é, um Universo sem movimento. O que então lançou o Universo em movimento? Que força – externa ao Universo – poderia proporcionar este salto da estase ao dinamismo? Como Engels explica em sua polêmica contra Dühring, para sugerir tal salto do estático ao dinâmico, se deve recorrer em última instância a Deus:

“Se o mundo algum dia se encontrou em um estado no qual nenhuma mudança, seja qual for, estivesse ocorrendo, como poderia passar deste estado à alternância? O absolutamente imutável, particularmente quando se encontra neste estado desde a eternidade, não é possível que saia deste estado e saltar para um estado de movimento e mudança, por si mesmo. Um impulso inicial deve, portanto, ter sido dado de fora, de fora do Universo, um impulso que o pôs em movimento. Mas, como todos sabem, o ‘impulso inicial’ é somente outra expressão para Deus” [3].

A ideia de que, em vez de um salto da pura estase ao dinamismo, não havia nada em absoluto e em seguida houve algo – isto é, a criação de todo o Universo a partir do nada, incluindo toda matéria e energia – é igualmente absurdo e equivale à mesma coisa. Engels continua:

“(…) O movimento é o modo de existência da matéria. (…) Nunca, em parte alguma, existiu matéria sem movimento, nem pode existir… Matéria sem movimento é tão inconcebível quanto movimento sem matéria. O movimento é, portanto, tão incriável e indestrutível quanto a própria matéria… a quantidade de movimento existente no mundo é sempre a mesma. O movimento, portanto, não pode ser criado; somente pode ser transmitido” [4].

Do nada só pode vir definitivamente o nada – este é um princípio fundamental da física e do materialismo dialético, e se expressa nas leis científicas da conservação de energia; a energia nem pode ser criada nem destruída. Este papo de “começo do tempo”, portanto, é pura bobagem. E, no entanto, este – este moderno mito do dia da criação – é o paradigma dominante dentro do MPCBB.

Tempo e espaço

Como foi explicado acima, o atual modelo MPCBB está baseado na ideia do Big Bang em um momento em que toda a matéria do Universo se encontrava supostamente comprimida em um único e infinitesimalmente pequeno ponto. Depois desta criação inicial, de acordo com o modelo, o Universo experimentou uma rápida expansão conhecida como inflação.

Observações recentes amplamente divulgadas são citadas como evidência de apoio a este modelo inflacionário do início do Universo. Deve-se notar, no entanto, que, enquanto a teoria da inflação ajuda a responder várias inconsistências empiricamente observadas, em sua forma atual a teoria ainda gera um novo conjunto de questões e problemas. Por exemplo, qual a causa desta inflação? E de onde vem a energia para uma expansão tão rápida?

O principal candidato para ser a resposta a estas questões é a hipótese puramente especulativa de uma nova partícula, o inflaton, onde se diz que é o condutor do processo de inflação. Mas esta resposta, na realidade, não é uma resposta de forma alguma. Como em muitas outras áreas da cosmologia moderna, como os exemplos de WIMPs e matéria escura, os físicos teóricos simplesmente tentam explicar um fenômeno atribuindo-lhe uma nova partícula que antes nunca existiu. Tal “explicação” não faz mais que empurrar o problema um passo para trás. Agora, deve-se perguntar: quais são as propriedades da partícula inflaton? Como surgem estas propriedades? E por que estas propriedades causam o processo de inflação?

O mais importante, contudo, é que tais teorias inflacionárias – sejam falsas ou verdadeiras – não ajudam a superar a principal contradição do modelo do Big Bang: o fato de que não se pode ter um “início do tempo” marcando a criação de algo a partir do nada.

A preferência inicial de Einstein era pelo “estado estacionário” do Universo – um Universo de tamanho fixo, sem princípio e sem fim. Acompanhando as observações de Hubble de que os objetos galácticos estavam se afastando uns dos outros, Einstein propôs um Universo “oscilante” ou “cíclico” para permitir a ideia de um Big Bang, mas sem ter que recorrer à ideia de um “início do tempo”. No Universo cíclico, há um ciclo perpétuo de expansão e contração, levando a uma série de Big Bangs e a supostos Big Crunches.

Uma moderna versão do Universo cíclico foi proposta pelos defensores da Teoria-M, uma extensão da teoria das cordas, que é uma tentativa de criar uma cosmológica “Teoria de Tudo”. Esta Teoria-M do Universo cíclico está baseada na ideia de que nosso Universo existe como uma membrana com quatro dimensões – ou simplesmente “brana” – dentro de outro espaço dimensional maior contendo outros “branas”. Estes branas oscilam e em determinados pontos colidem. Estas colisões, que ocorrem ciclicamente, levam a uma enorme liberação de energia e criação de matéria, o que, da perspectiva do observador em um brana, dá a impressão de um Big Bang.

Infelizmente para os defensores desta teoria do “brana” cíclico, não há nenhuma evidência observável real ou prova para tal hipótese, nem nunca pode haver. Tal “ciência” é mera conjectura, baseada, como tantas coisas na cosmologia moderna, em nada mais além de construções matemáticas – equações que são cada vez mais abstratas e divorciadas de toda realidade.

Todas estas teorias – sejam elas o modelo padrão MPCBB, a teoria do estado estacionário do Universo ou o Universo cíclico – sofrem de um problema similar, visto que preveem um Universo finito e fechado, um espaço limitado onde nada existe fora dele. Mas como pode haver um limite para o Universo? O que está além deste limite? Nada? Falar de uma “borda do Universo” é tão absurdo quanto falar do início do tempo.

Qualquer proposta de um Universo finito e limitado levanta diante de si mesma a ideia de algo além deste limite, que, por sua vez, demonstra o absurdo de colocar limites ao Universo. Como observou Hegel, o grande dialético alemão, em seu Ciência e Lógica, “É da própria natureza do finito transcender-se, negar sua negação e se tornar infinito” [5].

Para superar o absurdo do Universo ter uma “borda”, a analogia da superfície de um balão é frequentemente usada: o espaço tridimensional de nosso Universo é, aparentemente, como a superfície bidimensional de um balão – algo que é finito, mas que não tem limites. Como o balão, prossegue a analogia, nosso Universo limitado é capaz de se expandir (ou de se contrair) sem a necessidade de nenhuma “borda”.

A analogia do balão, contudo, na verdade demonstra o absurdo que a analogia pretendia superar, porque a ideia de uma superfície curva de balão em expansão somente tem sentido se houver uma terceira dimensão – em ângulo reto (isto é, perpendicular) à superfície do balão – para que a expansão se mova. A superfície do balão é por si mesma um limite. Similarmente, se o Universo é pensado como finito, mas ilimitado, qualquer expansão requer que haja algo fora do Universo em que a expansão tenha lugar. Este conceito do Universo não tem sentido. O Universo – por definição – significa tudo que existe. Se há algo além da fronteira, algum espaço desocupado ou espaço potencial, então isto também faz parte do Universo.

Além do mais, esses conceitos de um Universo finito são muito vagos sobre o que é que é finito. O Universo não é uma coisa em si, mas um nome para a coleção de todas as coisas; uma palavra para tudo o que existe – isto é, para toda matéria física. Um Universo finito, portanto, significa uma quantidade finita de matéria, o que implica mais uma vez na “borda do Universo”, além da qual não existe nenhuma matéria.

Toda a história da ciência tem sido uma história na qual os limites do Universo conhecido têm-se expandido constantemente. Houve um tempo em que acreditávamos que a Terra era o centro do Universo, com nada acima além dos céus. Com o desenvolvimento de telescópios cada vez mais poderosos, fomos capazes de olhar mais para o espaço, encontrando outros planetas, estrelas e galáxias no processo. Quanto mais olhamos, mais encontramos. Onde antes havia ceticismo sobre a existência de outros planetas, agora centenas foram encontrados por meio de medições telescópicas sofisticadas, incluindo planetas aparentemente semelhantes à Terra a centenas de anos-luz de distância. No entanto, toda conversa de um Universo finito – com um início do tempo e uma fronteira no espaço – ergue uma barreira ao que pode ser conhecido, uma parede mística que nos separa do que aparentemente está além dos domínios da ciência.

Ao que parece, o problema para muitos, em termos das proposições tanto do início do tempo quanto de uma fronteira para o espaço, é a questão do infinito. Os matemáticos têm procurado banir o infinito a cada passo, considerando-o um conceito aparentemente impenetrável e impossível. Mas a matemática é apenas uma abstração – uma aproximação a uma realidade infinitamente complexa que nunca pode ser totalmente capturada por qualquer equação, modelo ou lei.

Falar de um “início do tempo” é tão absurdo quanto falar de um “fim do tempo”, porque, como explica Engels, conceber uma infinidade com um começo e nenhum fim é o mesmo que imaginar um infinito com um fim mas nenhum começo:

“É evidente que uma infinidade que tem um fim, mas não tem começo, não é mais nem menos infinita do que aquela que tem um começo, mas não tem fim” [6].

O Universo somente pode ser compreendido como uma unidade dialética de opostos: uma infinidade de matéria finita que é em si mesma infinitamente divisível e transformável. Ou seja, há uma quantidade infinita de matéria – matéria que é em si mesma finita em tamanho e que muda sem cessar. Todas as tentativas de banir esta infinidade da cosmologia somente têm levado a ainda maiores enigmas e confusões, para falar de “singularidades” onde todas as leis da física se rompem. Mas uma singularidade não é senão um pequeno ponto teoricamente infinitesimal, o qual, por sua vez, é simplesmente uma infinidade invertida. Longe de tirar o infinito do Universo, portanto, os cosmologistas meramente o reintroduziram pela porta dos fundos.

Todas as tentativas de remover a contradição do infinito de nossas explicações do Universo, dessa forma, somente servem para criar novas contradições insolúveis por toda parte, como explicou Engels:

“A infinidade é uma contradição, e está cheia de contradições. Desde o início já é contraditório que uma infinidade se componha de quantidades finitas e, no entanto, é o que acontece na realidade. Admitir que o mundo material tem limites não conduz a menos contradições que admiti-lo ilimitado. Toda tentativa para afastar essa contradição leva, conforme vimos, a novas e mais lamentáveis contradições. Precisamente porque é uma contradição, a infinidade é um processo infinito a se desenvolver sem fim no tempo nem fim no espaço. A supressão da contradição seria o fim da infinidade” [7].

A infinidade do Universo é uma realidade objetiva que não se pode deixar escapar pelas malandragens matemáticas. Esta realidade do Universo se encontra na unidade dos opostos, do infinito e do finito: uma infinita coleção de coisas finitas, sem nenhuma fronteira, nenhum começo e nenhum fim.

O mal infinito

Várias teorias modernas têm tentado superar o absurdo de um “começo do tempo” de diferentes formas. A primeira é o conceito de que o Big Bang, em vez de ser uma dramática expansão de uma singularidade, foi um momento de “mudança de fase”, análogo ao modo pelo qual a água líquida se transforma em gelo. Nesta teoria, há a hipótese de o Universo ter sido amorfo antes da mudança de fase, com o espaço e o tempo cristalizados a partir desta falta de forma. 

A ideia de um Universo em evolução e desenvolvimento é um passo à frente quando comparada à ideia de um Universo infinitamente em estado de equilíbrio ou cíclico, repetindo periodicamente o Universo. Mas a ideia de um Universo em estado de equilíbrio ou cíclico retrata uma visão mecânica do infinito – um infinito idealista que surge da atemporalidade de equações abstratas. Todos os equilíbrios reais na natureza são equilíbrios dinâmicos que envolvem a mudança, o resultado de interações mútuas da matéria em movimento.

Por esta razão, os equilíbrios reais e os movimentos periódicos no Universo não são fenômenos eternos, mas temporários. Enquanto podemos ver certas repetições e estabilidade (equilíbrio) em todos os níveis da natureza, estas são apenas e sempre fases do contínuo e dialético desenvolvimento da evolução de processos. Este relacionamento entre estabilidade, repetição e mudança se expressa na lei dialética de quantidade e qualidade, que mostra como todas as mudanças na natureza, na história e na sociedade, ocorrem através da combinação de mudanças quantitativas graduais (e muitas vezes imperceptíveis), que finalmente pavimentam o caminho para mudanças qualitativas – pontos de inflexão de transformações radicais ou revolucionárias.

Desta forma, a ideia de o Big Bang ser simplesmente uma “mudança de fase” – representando não o início do tempo, mas, em vez disso, um ponto de viragem qualitativa na evolução do Universo – é um passo à frente, em comparação à ideia de um Universo em estado de equilíbrio ou cíclico, ou de um Big Bang que marque o “começo do tempo”. No entanto, a teoria de “mudança de fase” é em si mesma confusa, porque fala de tempo e espaço como se eles próprios fossem coisas tangíveis, materiais. Espaço e tempo, contudo, em vez de serem coisas materiais em si e de si mesmos, são expressões relacionais entre as coisas materiais reais – relações da matéria em movimento.

Matéria e movimento são inseparáveis. O movimento é o modo de existência da matéria. Mas para a matéria ter movimento, deve mudar de posição ao longo de uma determinada mudança no tempo. Espaço e tempo, portanto, são propriedades do movimento da matéria, que – como todas as outras propriedades – expressam as relações entre as coisas. Os conceitos de espaço, tempo, matéria e movimento estão, dessa forma, inseparavelmente interligados. Sem espaço e tempo, toda conversa sobre matéria e movimento é sem sentido. Igualmente, falar sobre espaço e tempo sem se referir à matéria e ao movimento, é o mesmo que lidar com abstrações vazias. Como comenta Engels, “o espaço e o tempo são as formas essenciais de todo o ser, e um ser fora do tempo é um absurdo tão grande quanto um ser fora do espaço” [8].

As explicações do desenvolvimento do Universo que envolvem um Universo “amorfo” que “se cristaliza” para criar tempo e espaço são, portanto, vazias e também abstratas. O Universo de fato está imerso em um processo contínuo de evolução e desenvolvimento – mas não é simplesmente “O Universo” que está evoluindo; pelo contrário, é a matéria – presente em quantidades infinitas e se prolongando em todas as direções – que está continuamente em movimento, produzindo evolução através do processo de interação mútua. Este movimento, que não tem nenhum começo e nenhum fim, dá origem ao desenvolvimento dialético e à evolução do Universo – a um processo infinito de interação e mudança, com equilíbrios dinâmicos temporários em formação, e com semelhantes, mas nunca precisamente idênticos, desenvolvimentos se desenrolando ao longo do tempo.

Outra teoria da moderna cosmologia é a teoria da “inflação eterna”, que propõe que nosso Universo é em si mesmo uma bolha inflada dentro de outro Universo. A teoria está baseada em uma mistura de flutuações quânticas e energia do vácuo (a energia do espaço vazio), que causam o nascimento e crescimento de novos Universos dentro do antigo. Enquanto esta teoria evita o conceito mecânico de infinidade colocado pelas teorias do Universo estacionário ou cíclico, a ideia de que novos Universos podem ser criados a partir de bolhas de vácuos inflados é igualmente absurda e não dialética. A teoria nos leva novamente à questão mais óbvia a respeito da inflação: de onde vem a energia para cada novo Universo? Um artigo da revista New Scientist explica:

“A inflação, uma teoria que [Alex] Vilenkin ajudou a criar, começa com um vácuo em estado de energia excepcionalmente alto e com uma pressão negativa. Em conjunto, estes fornecem a gravidade repulsiva do vácuo que empurra as coisas para longe em vez de as unir. Isto infla o vácuo, tornando-o mais repulsivo, o que faz com que infle ainda mais rápido.

“Mas o vácuo inflacionário é quântico na natureza, o que o torna instável. Por tudo isto, e de forma aleatória, os bits se desintegram em um vácuo normal, todos os dias. Imaginem o vácuo como um vasto oceano de água fervente, com bolhas se formando e se expandindo em toda sua extensão e largura. A energia do vácuo inflacionário tem de ir para algum lugar e entra na criação de matéria e a esquenta a uma temperatura feroz dentro de cada bolha. Entra na criação de grandes explosões. Nosso Universo está dentro de uma dessas bolhas que apareceu há 13,7 bilhões de anos” [9].

Ao que parece, estão nos dizendo que a energia para novos Universos é criada a partir da energia do espaço vazio, que aumenta à medida que as bolhas de vácuo se expandem. Mas – mais uma vez – a energia não pode ser criada (ou destruída). Não se pode criar alguma coisa do nada. Não há almoço grátis na cosmologia. A teoria da inflação eterna, portanto, longe de resolver o problema do “começo do tempo” a que leva o modelo tradicional do Big Bang, simplesmente reintroduz o mesmo problema sob outra forma.

Junto ao conceito de “universos dentro de universos”, existem teorias similares envolvendo universos múltiplos ou paralelos existindo simultaneamente como parte de um “multiverso”. Uma tal teoria do multiverso é aquela dos “branas”, como mencionado anteriormente, que colidem um contra o outro em um espaço de dimensão superior. Outra teoria do multiverso – nascida da mecânica quântica – propõe que novos universos são criados em cada evento quântico. Estas interpretações de “muitos mundos” sugerem que, ao invés de haver um único universo real, com uma história real de eventos e processos, todas as possíveis histórias alternativas são reais, existindo em um (possivelmente infinito) número de universos paralelos.

Estas ideias de “universos dentro de universos” e de “multiversos” levaram a toda espécie de especulação e conjecturas, muitas das quais têm uma maior semelhança à ficção científica do que à investigação científica genuína. Mais importante ainda, deve-se ressaltar que não há nenhuma evidência – e nunca pode haver qualquer evidência – para estas teorias.

Toda conversa de infinito em relação ao Universo – seja em termos de um universo que é infinito no tempo e no espaço, ou de uma infinita série de universos, ou de um infinito número de universos paralelos – inevitavelmente provoca discussão sobre o conceito do próprio infinito. Isto, por sua vez, permite que a imaginação corra solta: se temos um Universo infinito, ou um infinito número de universos, então seguramente qualquer coisa que poderia acontecer – não importa quão pequena seja a probabilidade – iria acontecer, e, de fato, já deve ter acontecido?!

Esta hipótese está baseada na lógica formal matemática de que, quando uma probabilidade infinitesimal se junta a um número infinito de eventos, o resultado deve ser um evento definido ou real. Por exemplo, um número infinito de macacos tecleando em um número infinito de máquinas de escrever, pelo que nos afirmam, finalmente produzirá toda a obra de Shakespeare. Mas esta lógica é uma abstração vazia completamente divorciada da realidade. Há uma diferença qualitativa entre uma possibilidade abstrata e uma possibilidade concreta, entre uma possibilidade e uma probabilidade, e entre uma probabilidade e uma inevitabilidade. O que é teoricamente possível não é necessariamente provável; e o que é provável nem sempre é real.

O mundo real – tanto na natureza quanto na história – não é uma série de eventos probabilísticos aleatórios. Em vez disso, vemos processos, evoluindo dialeticamente devido às contradições internas; processos que se desenvolvem com sua própria dinâmica e lógica interna. Como resultado dos aparentemente caóticos movimento e interação do Universo surge uma certa previsibilidade: condições similares produzem resultados similares; emergem padrões; tendências e leis generalizadoras se desenvolvem.

Tomemos, por exemplo, o processo de evolução no mundo biológico. Está claro para a ciência moderna que os seres humanos não são nem a criação de um design inteligente, nem meramente o produto de eventos aleatórios. Em vez disso, toda a evolução é um processo de desenvolvimento dialético – da quantidade se transformando em qualidade, e de volta à quantidade. Naturalmente, os acidentes desempenham um papel nisto – a possibilidade de variações aleatórias e misturas de genes individuais é um mecanismo essencial na evolução. Mas estes “acidentes” só vão ter o poder de modelar toda uma população quando expressam uma necessidade – quando aquela específica mistura genética proporciona uma vantagem a um organismo dentro de seu determinado ambiente.

Similarmente, as obras de Shakespeare, ou de qualquer escritor ou artista, nunca podem ser o produto de eventos acidentais e aleatórios. Eventos acidentais desempenham um papel na formação de um indivíduo, mas grandes obras de arte e literatura são o produto de toda uma história de desenvolvimento cultural. As obras de Shakespeare seriam inconcebíveis sem a literatura anterior das epopeias e tragédias helênicas ou clássicas.

Vemos, dessa forma, como tais teorias, ao tratar de evitar o absurdo do “começo do tempo”, somente terminam criando novos absurdos. Tais tentativas de superar a contradição do infinito, em vez disso, terminam exibindo variações do “mau infinito” agrupadas em polos opostos; em uma extremidade, vemos o conceito mecânico de infinito – o infinito idealista da estase ou da repetição cíclica; na outra, vemos a ideia caótica do infinito – um infinito composto de eventos puramente aleatórios, sem potencial de desenvolvimento, evolução ou transformação.

Em oposição a estes exemplos de “mau infinito”, que existem meramente como abstrações nas mentes dos físicos teóricos, podemos ver todos os dias como parece o infinito real olhando pela janela no tempo: um sistema que é dinâmico e caótico, mas que também pode ser explicado e previsível dentro de certos limites; um caso de matéria em movimento, em que não há dois dias sempre idênticos, mas, no entanto, um caso no qual existem limites materiais e tendências gerais que dão lugar a certo grau de repetição e similaridade.

O infinito real não é puramente mecânico nem completamente aleatório, mas uma unidade dialética de opostos: o novo e o velho, a novidade e a repetição, o caos e a ordem, o aleatório e o determinístico, o acidente e a necessidade. Essa infinidade é um processo evolutivo de desenvolvimento e mudança dialética, com padrões e tendências, mas em uma repetição exata; um processo de quantidade se transformando em qualidade, e de volta para a quantidade. Infinito real no Universo, portanto, não é um infinito de O Universo, mas o infinito da matéria em movimento – um infinito de coisas finitas, sem nenhum começo e nenhum fim.

(Continua…)

Parte II: http://www.marxismo.org.br/content/crise-da-cosmologia-parte-ii


[1] Physics crunch: the dark void at cosmology’s heart, New Scientist, 5th March 2013

[2] Dialectics of Nature, Frederick Engels, Marx and Engels Collected Works, Volume 25, p.373, Progress Publishers edition

[3] Anti-Dühring, Frederick Engels, Marx and Engels Collected Works, Volume 25, p.49-50, Progress Publishers edition

[4] Ibid, p.55-56

[5] The Science of Logic, Georg Hegel, §274

[6] Anti-Dühring, p.48

[7] Ibid

[8] Anti-Dühring, p.48-49

[9] Before the Big Bang: Something or Nothing?, New Scientist, 3rd December 2012

 

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