Grandes Dúvidas

Grandes Dúvidas sobre o Big Bang
Quando as explicações confiantes dos cosmólogos sobre a origem e estrutura do universo são examinadas de perto, elas não se sustentam.

Olhe o céu noturno, cheio de estrelas e planetas. De onde vieram? Atualmente a maioria dos cientistas irá responder a essa pergunta com alguma versão da teoria do Big Bang. No começo – você vai ouvir – toda a matéria do universo estava concentrada num único ponto, em uma temperatura extremamente alta, quando explodiu com tremenda força. Átomos foram gradualmente formados a partir de uma nuvem expandida e superaquecida de partículas subatômicas. Depois estrelas, galáxias, planetas e, finalmente, a vida. Esta litania assumiu agora o status de verdade revelada. Em relatos que deliberadamente evocam a atmosfera do Gênesis, o conto da origem primordial é elaboradamente apresentado em incontáveis livros, revistas científicas, publicações para o grande público, e especiais de televisão, sempre cheios de efeitos especiais gerados em computador.
Isto realmente funciona como uma estória excitante e interessante. E porque esta estória parece ser baseada em observações factuais e no método científico, parece ser, para a maioria das pessoas, mais razoável do que os relatos religiosos da criação. Todavia, a cosmologia da teoria do Big Bang é uma das últimas tentativas, de uma série, de explicar o universo de um modo mecanicista, de uma forma que vê o mundo – e o homem - somente como produtos da matéria e de sua ação, a partir de leis materiais.
Os cientistas tradicionalmente rejeitam explicações sobrenaturais acerca da origem do universo, especialmente aquelas envolvendo a Pessoa Suprema que o criou, dizendo que isto contradiz o método científico. Na visão mecanicista de mundo Deus, se Ele existe, é reduzido a um insignificante servo que apenas dá partida no relógio do universo. Além disso, Ele não tem escolha, a não ser permitir que tudo aconteça de acordo com as leis físicas. Isto faz estas leis, de fato, mais poderosas do que o próprio Deus. Ou então, Deus se torna uma simples energia universal, sem forma. Definitivamente não há muito espaço para um Deus pessoal, um projetista e controlador supremo, no universo descrito pela teoria do Big Bang. Erwin Schorodinger, o prêmio Nobel da física que descobriu a equação básica da mecânica quântica, afirma in Mind and Matter (Mente e Matéria): “nenhum deus pessoal pode fazer parte de um modelo de mundo que só se torna acessível ao custo de remover tudo o que há de pessoal nele”. (1) Então nós não devemos pensar que é por seus achados empíricos que os cientistas eliminaram Deus do universo ou restringiram Seu papel nele. Desde o início, escolheram métodos que descartam Deus.
A tentativa dos cientistas de entender a origem do universo puramente através de termos físicos é baseada em três pressupostos: 1°) que todo fenômeno pode ser completamente explicado por leis naturais expressas na linguagem matemática; 2°) que estas leis físicas são aplicadas em todas as ocasiões e lugares e, 3°) que as leis fundamentais da natureza são simples.
Muitas pessoas dão valor a esses pressupostos, mas eles não são ainda fatos comprovados e nem é fácil prová-los. Eles são simplesmente parte de uma estratégia para abordar a realidade. Olhando para os fenômenos complexos que confrontam qualquer observador do universo, os cientistas decidiram tentar uma abordagem reducionista. Eles dizem: “Vamos tentar reduzir tudo a medidas e tentar explicá-las por simples leis físicas universais”. Mas não há razão lógica para excluir antecipadamente estratégias alternativas para a compreensão do universo, estratégias que podem envolver leis e princípios de irredutível complexidade. Mas muitos cientistas, confundindo suas estratégias para tentar entender o universo com a real natureza deste universo, excluem, a priori, qualquer abordagem alternativa. Eles insistem que o universo pode ser completamente descrito por simples leis matemáticas. “Nós esperamos explicar o universo inteiro através de uma única fórmula que você poderá usar estampada em sua camiseta” (2), disse Leon Lederman, diretor do Fermi National Accelerator Laboratory, em Batavia, Illinois, USA.
Existem várias razões pelas quais os cientistas sentem-se compelidos a adotar suas estratégias de simplificação. Se a realidade subjacente do universo pode ser descrita por simples leis quantitativas, então existe alguma chance de que eles possam entendê-lo (e manipulá-lo), mesmo considerando as limitações da mente humana. Assumem, então, que o universo pode ser descrito dessa forma e inventam miríades de teorias para confirmar isso. Mas se universo é infinitamente complexo, deve ser muito difícil para nós entendê-lo com os poderes limitados da mente e sentidos humanos. Por exemplo, suponha que lhe foram dados um conjunto de um milhão de números e pediram-lhe para descrever seus padrões em uma equação. Se o padrão é simples, você pode ser capaz de fazê-lo. Mas se o padrão for extremamente complexo, você pode não ser capaz de descobrir qual seria a equação. E é claro que as estratégias dos cientistas serão também sem sucesso em modelos de características do universo que não podem ser descritas em termos matemáticos.
Assim, não é nenhuma surpresa que a grande maioria dos cientistas agarrem-se tão tenazmente a uma estratégia de exclusão de todas as outras abordagens. Eles poderiam ser como aquele que perdeu sua chave do carro pelo caminho e a procura perto dos postes, onde a luz é melhor.
Entretanto é certamente uma questão em aberto a crença dos cientistas de que as leis físicas descobertas em experimentos laboratoriais na terra aplicam-se em todo tempo e espaço. Por exemplo, apenas porque os campos elétricos comportam-se de um certo modo no laboratório não garante que eles também teriam funcionado da mesma forma em vastas distâncias há bilhões de anos no passado. Mas estes pressupostos são cruciais às tentativas dos cientistas para explicar coisas como a origem do universo e a natureza de objetos muito distantes como os quasares. Afinal, nós não podemos realmente voltar bilhões de anos atrás no momento da origem do universo e não temos praticamente nenhuma evidência de primeira mão de quaisquer coisas além do nosso sistema solar.
Mesmo alguns cientistas proeminentes reconhecem os riscos envolvidos em extrapolar conclusões sobre o universo como um todo, a partir de nosso conhecimento limitado. Em 1980, Kenneth E. Boulding em sua apresentação presidencial a American Association for the Advancement of Science (Associação Americana para o Avanço da Ciência), disse: “Cosmologia... é como se fosse ainda bastante insegura, simplesmente porque estuda um grande universo com uma amostra muito pequena e sujeita a distorções. Nós apenas olhamos cuidadosamente para uma pequena fração de todo o tempo decorrido e conhecemos intimamente apenas uma ínfima porção de seu todo” (3). Mas as conclusões dos cosmólogos não são apenas inseguras – parece que todas as tentativas para elaborar um modelo matemático simples e consistente do universo com suas características observáveis é cheio de dificuldades fundamentais, as quais iremos descrever.
A Apavorante Singularidade
Um dos grandes problemas que os teóricos do Big Bang enfrentam é que apesar deles sempre tentarem explicar a “origem do universo”, a origem que eles propõem é matematicamente indescritível. De acordo com as teorias mais comuns sobre o Big Bang, a condição inicial do universo era a de um ponto de circunferência infinitesimal e densidade e temperatura infinitas. Uma condição como essa está além da descrição matemática. Nada pode ser dito sobre isso. Todos os cálculos levam a lugar algum. É como tentar dividir um número por zero – qual o resultado? 1?... 5?... 5 trilhões? …??? É impossível dizer. Tecnicamente, um fenômeno como este é chamado “singularidade”.
Sir Bernard Lovell, professor de rádio-astronomia na Universidade de Manchester, escreveu sobre singularidades: “Ao nos aproximarmos de uma descrição do início dos tempos, nós atingimos uma barreira neste ponto. O problema é se isto é ou não uma barreira realmente fundamental para uma descrição científica do estado inicial do universo, além das dificuldades conceituais associadas na consideração de uma única entidade no início do tempo, são questões de grande importância no pensamento moderno”(4).
Mas a barreira ainda não foi desmontada pelos grandes expoentes da teoria do Big Bang. O ganhador do prêmio Nobel, Steven Weinber lamenta: “Infelizmente não posso iniciar o filme [sua colorida descrição do Big Bang] em tempo zero e em temperatura infinita”(5). Dessa forma percebemos que a teoria do Big Bang não descreve, afinal, a origem do universo porque a singularidade inicial é, por definição, indescritível.
Quase literalmente, contudo, a teoria do Big Bang está em apuros desde seu início. Enquanto a dificuldade acerca da singularidade inicial é ignorada em relatos populares do Big Bang, é reconhecida como um grande obstáculo em trabalhos mais técnicos por cientistas tentando lidar com suas implicações matemáticas. Stephen Hawking, Lucian, professor de matemática em Cambridge, e G.F.R. Ellis, professor de matemática na universidade de Cape Town, em seu livro The Large Scale Structure of Space-Time escrevem: “Parece ser um bom princípio que a predição de uma singularidade por uma teoria física indique que a teoria apresenta falhas”(6), eles acrescentam “Os resultados que obtivemos suportam a idéia de que o universo começou em um tempo finito no passado. Todavia o ponto exato da criação, a singularidade está fora de escopo das leis físicas conhecidas”(7).
Qualquer explicação sobre a origem do universo que comece com algo fisicamente indescritível é certamente uma questão em aberto. Alem disso há uma última dificuldade. De onde veio esta singularidade? Aqui os cientistas encontram a mesma dificuldade que os religiosos com a questão “de onde veio Deus?” E exatamente como os religiosos respondem que Deus é a causa de todas as causas, os cientistas estão envolvidos com a possibilidade de declarar um ponto matematicamente indescritível de infinita densidade e tamanho infinitesimal, existindo antes de todos os conceitos de tempo e espaço, como a causa das causas. Neste ponto, o cientista comete o mesmo crime intelectual imperdoável que ele sempre acusa os santos e místicos de cometer, o comprometimento – fazendo afirmações supranaturais e fisicamente inverificáveis. Se ele sabe alguma coisa sobre a origem do universo, ele deveria agora considerar a possibilidade de aceitar métodos de investigação e experimento transcendentes à física.
Soluções Tentadas
Sem querer enfrentar esta perspectiva desagradável, os teóricos propuseram um grande número de variações da teoria do Big Bang, numa tentativa de fugir do problema da singularidade. Uma destas propostas vem postulando que o universo não começou com uma singularidade perfeita. Sir Bernard Lovell afirma que a singularidade no universo do Big Bang “vem sempre sendo tratada como uma dificuldade matemática que surge do pressuposto de que o universo é uniforme”(8). Os modelos usuais para o universo do Big Bang possuem perfeita simetria matemática e alguns físicos pensam que esta era a causa para a singularidade quando eles encontraram as respostas matemáticas para as equações sobre o estado inicial do Big Bang (em tempo zero). Como uma correção, alguns teóricos introduziram em seus modelos irregularidades similares àquelas do universo observável. Esperava-se que isto daria suficiente irregularidade ao estado inicial para evitar que qualquer coisa fosse reduzida a um único ponto. Mas esta esperança foi frustrada por Hawking e Ellis, que afirmaram que de acordo com seus cálculos, um modelo do Big Bang com irregularidades na distribuição da matéria, na escala observada, ainda deveria manter uma singularidade em seu início(9).
A Questão das Origens
O problema da singularidade é simplesmente parte de uma questão maior relativa ao entendimento da condição inicial do universo. Se um modelo de origem universal envolve uma singularidade isto certamente cria graves dificuldades teóricas. Mas mesmo que a singularidade seja evitada de alguma forma, nós ainda nos confrontamos com a questão sobre de onde veio o universo. Na esperança de evitar a questão da origem, alguns cientistas propuseram a teoria chamada "universo de recuperação infinita” (infinitely rebounding universe), a idéia de um universo que se expande, contrai-se em uma singularidade, depois se expande novamente e depois se contrai, etc., mantendo-se nesse ciclo indefinidamente. Não há início nem fim, apenas um ciclo sem fim. Isto resolve o problema da origem do universo, pela proposição de que não há origem e que o universo material sempre existiu.
Mas existem alguns problemas sérios com este modelo. Primeiramente, ninguém jamais propôs um mecanismo satisfatório para este processo de “recuperação”. Além disso, em The First Three Minutes (Os Primeiros Três Minutos), o físico Steven Weinberg argumenta que com cada recuperação sucessiva, mudanças progressivas devem ocorrer no universo. Isto indicaria que em algum momento deve ter existido um começo e não um regresso estendendo-se por um período de tempo indefinido(10). E nos confrontamos novamente com a questão da origem...
Outra tentativa criativa para escapar da necessidade de se lidar com a questão das origens é o modelo de recuperação revertida no tempo, proposto pelo astrofísico inglês Paul Davies. O universo se expandiria com o tempo correndo de forma normal (para frente), depois se colapsaria em uma singularidade. Durante a recuperação, o tempo fluiria para trás, conforme o universo se expandiria, colapsaria novamente em uma singularidade a partir da qual começaria o ciclo com o tempo correndo para frente. Neste modelo, o passado se torna o futuro e o futuro se torna o passado, transformando a afirmação “no início...”, sem sentido. Este cenário dá uma idéia dos muitos esquemas imaginativos que os cosmólogos foram forçados a recorrer na tentativa de explicar a origem do universo.
O Universo Inflacionário
Além da questão sobre o início do universo, existem outros problemas preocupando os modernos cosmólogos. Para a teoria tradicional do Big Bang predizer a distribuição da matéria que observamos no universo, o estado inicial tem que ser ajustado a um grau extraordinário. Então, como o estado inicial alcançou esta condição? O físico Alan H. Guth do M. I. T. propôs uma versão do modelo do Big Bang que automaticamente produz as sintonias necessárias, evitando sua introdução artificial nas equações. Chamado de modelo inflacionário, isto assume que em uma rápida expansão, em regiões superaquecidas do universo, uma pequena seção esfria e então começa a se expandir de forma muito mais violenta, como água super-resfriada que rapidamente se expande quando congelada. Esta fase de rápida expansão resolve algumas dificuldades inerentes às teorias do Big Bang.
Mas a versão de Guth tem dificuldades por si. Guth foi forçado a ajustar suas próprias equações para conseguir seu universo inflacionário. Então ele se deparou com a mesma dificuldade que seu modelo supostamente teria superado. Ele esperava explicar a grande sintonia requerida no universo, mas seu modelo requeria ajustes inexplicados. Guth e seu colaborador Paul J. Steinhardt admitem em seu modelo que “os cálculos levam a predições razoáveis apenas se os parâmetros são valores em uma variação estreita. A maior parte dos teóricos (incluindo-se nós) considera esta sintonia fina como implausível”(11). Eles vão adiante para expressar a esperança que no futuro serão desenvolvidas teorias matemáticas que serão capazes de fornecer uma expressão plausível de seu modelo.
Esta dependência em desenvolvimentos futuros demonstra uma outra dificuldade no modelo de Guth. A grande teoria unificada, na qual o universo inflacionário é baseado, é totalmente hipotética e possui “pouco apoio de experimentos controlados porque a maior parte de suas implicações é impossível de se mensurar em um laboratório”(12) (a grande teoria unificada é uma tentativa bastante especulativa de combinar algumas forças básicas do universo).
Outro problema com a teoria de Guth é que ela não tenta explicar a origem da condição de superaquecimento e expansão, necessária para esta inflação ocorrer. Ele considerou três origens hipotéticas. A primeira é o tradicional Big Bang – de acordo com Guth, o episódio inflacionário poderia ter ocorrido nos primeiros estágios do Big Bang. Este modelo, entretanto, nos leva ao complicado problema da singularidade, já discutido. A segunda opção é assumir uma condição inicial de caos aleatório, no qual regiões poderiam ser quentes, outras frias, algumas expandindo, algumas se contraindo. A inflação começaria em uma área superaquecida e em expansão. Mas Guth admite que não há explicação para a origem do imaginado caos primordial aleatório.
A terceira alternativa, preferida pelo próprio Guth, é que a região superaquecida em expansão emerge quantum-mecanicamente do nada. Em um artigo publicado em 1984 na Scientific American, Guth e Paul J. Steinhardt, dizem: “o modelo inflacionário de universo fornece um mecanismo possível pelo qual o universo observado poderia ter evoluído de uma região infinitesimal. Esta é então, uma tentativa de ir um passo adiante e especular se o universo inteiro não teria evoluído a partir, literalmente, do nada”.(13)
Por mais que seja uma idéia atrativa para o cientista que não considera nenhuma sugestão de um universo planejado por uma inteligência suprema, ela não se mantém após um exame detalhado. O “nada”, do qual Guth está falando é um estado de vácuo quântico-mecânico hipotético, que seria demonstrável numa grande teoria unificadora, ainda a ser formulada, combinando tanto as equações da mecânica quântica quanto as da relatividade. Em outras palavras, este estado de vácuo ainda não pode ser descrito.
Todavia os físicos já apresentaram uma descrição de um tipo de estado de vácuo quântico-mecânico mais simples, que pode ser visualizado contendo um mar de “partículas virtuais”, fragmentos atômicos que não existiriam completamente. De tempos em tempos estas partículas subatômicas sairiam do vácuo para a realidade material.
Tais ocorrências são chamadas flutuações do vácuo. As flutuações não podem ser diretamente observadas, mas teorias baseadas nelas vêm sendo corroboradas por experimentos laboratoriais. O que teoricamente ocorre é que uma partícula e uma antipartícula aparecem do vácuo e quase instantaneamente reagem entre si e desaparecem. Guth e seus colegas postulam que ao invés de uma pequena partícula, o universo inteiro saiu do vácuo e, ao invés de desaparecer instantaneamente, nosso universo de alguma forma persiste por bilhões de anos. O problema da singularidade é evitado pelo surgimento do universo uma fração de tempo além do estágio da singularidade.
Existem dois defeitos básicos neste cenário. Primeiro, isto envolve um verdadeiro salto especulativo de nossa limitada experiência com partículas subatômicas em nossos laboratórios, para o universo como um todo. Stephen Hawking e G.F.R. Ellis, sabiamente alertam seus colegas que eles não deveriam se lançar de cabeça, sem hesitação, nesta grande especulação, “existe, é claro, grande extrapolação no pressuposto que as leis físicas, que se determinam no laboratório podem ser aplicadas a outros pontos no espaço-tempo onde as condições podem ser diferentes”(14). Segundo, é verdadeiramente enganoso falar no vácuo quântico-mecânico como “literalmente nada”. Para descrever um vácuo quântico-mecânico, mesmo a teoria mais simples requer capítulos e capítulos da mais alta abstração matemática. Esta entidade é certamente “algo” e isso levanta a interessante questão de onde um vácuo tão complicado poderia ter vindo.
Neste ponto, vamos retornar ao problema original que Guth tentava resolver com seu modelo inflacionário: eliminar a necessidade de afinar as condições iniciais para se obter o universo observado. Como vimos, ele não obteve sucesso. Mas há um outro problema: realmente alguma teoria do Big Bang, incluindo a de Guth, de fato prediz o universo observável? Guth diz é que um universo com cerca de 4 polegadas preenchido por nada mais do que um gás super denso e superaquecido. Isto iria se expandir e esfriar, mas não há razão para supor que se transformaria em mais do que uma nuvem de gás uniformemente distribuído. De fato, isto é tudo que qualquer teoria do Big Bang nos dá. Então se a presente teoria de Guth requer mexer com um universo constituído por gás, podemos imaginar o que poderia ser necessário para obtermos o universo como o conhecemos. Em uma boa explicação científica, muitos fenômenos complexos podem ser deduzidos de um simples esquema teórico, mas no universo inflacionário de Guth – e na maioria das teorias do Big Bang – temos exatamente o oposto: de um grande complexo emaranhado de equações, nós temos apenas uma bola de gás uniforme. Apesar disso, as revistas científicas publicam artigos sobre o modelo inflacionário, com páginas de informação e ilustrações high-tech que dão a impressão de que Guth finalmente alcançou o objetivo último: explicar a origem do universo. Ao que parece, não exatamente. Talvez as revistas científicas devessem dedicar espaços regulares para as teorias do mês sobre a origem do universo.
Nós apenas podemos imaginar a complexidade das condições necessárias para produzir o universo como o conhecemos, com toda sua variedade de estruturas e organismos. Em nosso próprio universo, estas condições parecem ter sido arrumadas muito precisamente para serem explicadas apenas por leis físicas. Pode-se conceber, então, uma argumentação em favor de um projetista. Neste ponto alguns teóricos, incapazes de ao menos considerar esta idéia se abrigam no que eles denominam “o princípio antrópico”.
Eles propõem que o vácuo quantum-mecânico produz universos aos bilhões. A grande maioria não é constituída para produzir vida. Estes universos, por tanto, não contêm observadores que possam estudar suas condições. Entretanto outros universos, incluindo o nosso próprio, são constituídos de forma a produzir observadores e, não é surpresa, que esses observadores poderiam descobrir que os seus universos possuem algumas condições surpreendentemente precisas para permitir a existência de vida. De acordo com esta linha de raciocínio, os observadores não devem esperar encontrar nada além dessas condições complexas e improváveis. De fato, aqueles que apóiam o princípio antrópico usam a existência dos seres humanos como explicação para o porquê de o universo ser capaz de produzir seres humanos. Mas este tipo de lógica não explica nada.
Uma outra forma de malabarismo verbal é dizer diretamente, como muitos cientistas fazem, que o universo surgiu ao acaso. Mas deve ser notado que isso não é uma explicação. Dizer que uma coisa aconteceu por acaso não é, em essência, diferente de simplesmente dizer que “isto apenas aconteceu” ou “ei-lo aqui”. E estas afirmativas não são qualificadas como explicações científicas. No final, fica-se com o mesmo que se tinha antes. Em outras palavras, seja com o acaso, seja com o princípio antrópico, os cientistas não conseguiram, de fato, explicar nada sobre a origem do universo.
Neste ponto, os teóricos tenham que talvez nos perdoar por sugerir que seus métodos de escolha podem não ser exatamente adequados para a tarefa que têm em mãos. De fato, parece que além dos problemas que já discutimos, as duas ferramentas intelectuais com as quais os cosmólogos estão tentando definir o desenvolvimento do universo, a relatividade geral e a mecânica quântica, contêm certas falhas. É verdade que essas teorias vêm sendo bem sucedidas na descrição de certos fenômenos físicos, mas isso não prova que são perfeitas em todos os aspectos.
A teoria de relatividade geral descreve um espaço-tempo curvo e é parte integral de toda teoria corrente das origens universais, incluindo a teoria do Big Bang e o modelo inflacionário de Guth. Se a relatividade geral necessita de revisão em algum aspecto, então, qualquer teoria universal baseada nela também necessita ser revista.
Uma dificuldade maior com a teoria geral da relatividade e a teoria anterior de Einstein da relatividade especial é que elas descartam o tempo como nós comumente o entendemos. Na física newtoniana o tempo é tratado como uma variável separada do espaço. Desta forma é possível traçar o caminho de um objeto movendo-se no espaço e no tempo; em um determinado ponto no tempo, o objeto se localiza em um determinado ponto no espaço; à medida que o tempo varia, a posição do objeto no espaço também varia.
Mas na teoria da relatividade de Einstein esta concepção se evapora. Pelo contrário espaço e tempo são aglutinados num espaço-tempo quadrimensional contínuo. Não é mais possível descrever um objeto ocupando um ponto particular no espaço em um ponto particular no tempo. Uma descrição relativista do objeto irá mostrar sua existência espacial e temporal em sua totalidade, do início ao fim. Por exemplo, um ser humano poderia ser descrito como a inteira progressão do embrião ao cadáver. Tais construções são chamadas “vermes espaço-temporais”. E a física não permite ao verme-espaço temporal dizer “agora eu sou um adulto e já fui uma criança”. Não há passagem de tempo, toda a seqüência existe como uma unidade. Se nós somos vermes espaço-temporais somos apenas configurações da matéria, não personalidades com consciência. Definir seres humanos desta forma invalida nossa percepção individual do passado, presente e futuro e nos leva a conclusão que estas percepções são irreais.
Numa carta para Michael Besso, Einstein escreveu "você tem que aceitar a idéia de que o tempo subjetivo com ênfase no agora não possui significado objetivo”.(15) Quando Besso morreu, Einstein tentou consolar sua viúva escrevendo: "Michael me precedeu em deixar este mundo estranho. Isto não é importante. Para nós que somos físicos convictos, a distinção entre passado, presente e futuro é apenas uma ilusão, embora persistente”(16). Este é o efeito da negação da consciência, da realidade da experiência do momento presente. Nós experimentamos nossa forma presente como real, ainda que nossa forma infantil exista apenas na memória. Como seres conscientes podemos experimentar/perceber que ocupamos uma forma de corpo particular em um ponto particular de tempo. Apesar de a teoria da relatividade converter uma série de eventos em uma única entidade espaço-temporal, nós de fato experimentamos em seqüência diferentes pontos no tempo. O que isto significa é que toda teoria de origem do universo construída ao redor da teoria da relatividade falha em explicar nossa consciência da percepção do tempo, tornando então, estas teorias incompletas e inaceitáveis.
Física Quântica e A Realidade
Todas as teorias cosmológicas correntes dependem da mecânica quântica, a qual define a atividade de partículas atômicas e subatômicas. A física quântica difere fundamentalmente da física newtoniana clássica. A física clássica preocupa-se com o comportamento da matéria sólida, mas a física quântica preocupa-se apenas com expressões matemáticas de observações e mensurações. A solidez da realidade material evapora-se. O físico Werner Heisemberg, ganhador do prêmio Nobel, declara: “nós não podemos mais falar do comportamento de uma partícula sem considerar o processo de observação. Em conseqüência, somos levados a crer que as leis naturais que formulamos matematicamente na teoria quântica não mais lidam com as próprias partículas mas com nosso conhecimento de partículas elementares”(17). Em adição ao aparato experimental, o observador tem que ser considerado na análise, como um elemento explicitamente distinto do seu aparato.
Mas existem problemas na aplicação de mecânica quântica ao universo. Por definição o universo inclui todos os observadores. Então, não se pode ter um observador externo num sistema físico universal. Numa tentativa de formular uma versão da mecânica quântica que não requeresse um observador externo eminentes físicos como John Wheeler propuseram que o universo continuamente se divide em inumeráveis cópias. Cada universo paralelo contém observadores para ver aquele conjunto particular de alternativas quânticas. De acordo com esta teoria, todos estes universos são reais.
Em reação a isto, Bryce D. Witt, escrevendo em Physics Today, afirma, "Eu ainda me lembro do choque que experimentei quando conheci o conceito de multi-mundos. A idéia de 10 a centésima potência de cópias levemente imperfeitas de um universo, todas constantemente dividindo-se em outras cópias, as quais no final serão irreconhecíveis, não é fácil de reconciliar com o senso comum”(18). Se os cientistas querem uma teoria do Big Bang para a origem do universo que seja consistente com a mecânica quântica, esta é uma das hipóteses bizarras que eles acabaram desenvolvendo.
Mas outros problemas colocam-se no caminho da redução materialista que os cientistas estão trilhando. É suficientemente ruim que tanto a teoria geral da relatividade e a mecânica quântica levem a conseqüências bizarras e irrealistas quando aplicadas a questões cosmológicas. Mas estas dificuldades são exacerbadas pelo fato de que os cientistas esperam descrever propriamente o universo e seu início dependendo da combinação dessas duas teorias. O resultado proposto seria uma Grande Teoria Unificada (GTU), capaz de descrever todas as forças em ação no universo através de uma simples expressão matemática. A relatividade geral é requerida para explicar a estrutura básica do espaço-tempo. A mecânica quântica para explicar o comportamento das partículas subatômicas. Infelizmente estas duas teorias aparentemente se contradizem.
O primeiro passo em direção a esta integração matemática foi feito no campo da teoria quântica, o qual tenta descrever o comportamento de elétrons pela combinação da mecânica quântica e da teoria especial da relatividade de Einstein. Este teoria alcançou alguns sucessos notáveis. Entretanto P.A.M. Dirac, físico inglês inventor da teoria e ganhador do prêmio Nobel confessou “Parece impossível colocar esta teoria em bases matemáticas”(19). O segundo passo, e muito mais difícil, seria combinar a teoria geral da relatividade com a mecânica quântica. Mas ninguém tem a menor idéia de como fazer isso. Não menos que uma autoridade, como o físico Steven Weinberg, também laureado com o Nobel, admite que pode-se levar um século para unir as matemáticas(20). Os cosmólogos dizem que precisam da GTU para descrever a origem do universo e eles ainda não têm isto. O que quer dizer que o Big Bang e a teoria de modelos inflacionários não possuem fundamentação sólida.
Desde os dias de Newton e Galileu, o programa da física tem sido expressar tudo em termos matemáticos. Mas as descrições matemáticas devem ser confirmadas pela observação e por experimentos controlados. Nós demonstramos que as teorias do Big Bang falham em atender a esses requerimentos. Simplicidade tem sido também destacada como um requerimento das teorias físicas e as teorias do Big Bang também falham neste item, já que elas se tornam, bizarramente retorcidas a cada nova formulação. Elas são exatamente o que Galileu e Newton depreciavam – estórias para preencher os buracos do conhecimento.
As teorias do Big Bang deveriam parecer alguma coisa menos do que explicações científicas para a origem do universo. Entretanto, em revistas populares e especiais de televisão, assim como nas salas de aula os cientistas deliberadamente dão ao público a impressão de que obtiveram sucesso em demonstrar exatamente como o universo originou-se através de simples leis físicas. Nada pode ser mais distante da verdade.
E as Galáxias?
Nós vimos que os cosmólogos tentam compreender o universo dentro dos estreitos limites de suas estreitas concepções materialistas, e que tem falhado em explicar suas origens. Além disso, nós vimos que suas teorias nem sempre dão conta do que eles dizem que está presente no universo agora.
Por exemplo, a teoria do Big Bang não pode explicar a existência de galáxias. Imagine um grande cientista que tem conhecimento das teorias cosmológicas correntes, mas nenhum conhecimento de astronomia observacional. Ele seria capaz de predizer que as galáxias seriam formadas? A resposta é não. Um universo formado a partir de nuvens uniformemente distribuídas de gás é o único relutado consistente com as fórmulas padrão da teoria. Esta nuvem teria a densidade de talvez um átomo por vários pés cúbicos, fazendo isso um pouco melhor do que um vácuo perfeito. Para existir qualquer coisa a mais é necessário modificações especiais nas condições iniciais do universo e os cientistas acham estas modificações difíceis de justificar. Tradicionalmente, uma teoria científica é considerada aceitável se, partindo da estrutura inicial, rapidamente se pode fazer predições.
Como Steven Weinberg disse em The First Three Minutes (Nos Primeiros Três Minutos), "a teoria da formação das galáxias é um dos mais destacados problemas na astrofísica, um problema que hoje parece longe de uma solução”(21). Então sem mais delongas ele diz “mas isto é uma outra estória”. Mas não, espere um minuto – esta é exatamente a estória! Se a teoria do Big Bang não pode explicar a causa inicial do universo ou seus maiores elementos, como as galáxias, então, o que ela explica? Não muito, pode-se ver.
Massa Ausente
A teoria do Big Bang deveria explicar o universo, mais seu maior problema é que muitas características do universo não são claramente entendidas o suficiente para ser objeto de tal explicação. Um grande mistério é o problema das massas ausentes. O físico David Scramm da Universidade de Chicago explica “de toda luz que foi emitida pela Via Láctea, nós podemos estimar que nossa galáxia contém a massa de cerca de 100 bilhões de sóis. Mas uma vez que peguemos o mesmo objeto [a Via Láctea] e vejamos como ela interage com outra galáxia, como nossa vizinha Andrômeda, nós percebemos que nossa galáxia está gravitando em direção a Andrômeda, como se esta possuísse uma massa dez vezes maior”(22). Parece que 90% da massa do universo está faltando. Fantasmagóricas partículas subatômicas chamadas neutrinos foram descritas como sem massa pelos físicos, mas agora identificaram que possuem massa suficiente para dar conta da matéria ausente no universo como um todo. Bem conveniente…
Então mesmo quando deixamos de lado as questões das origens primeiras e vamos para o quadro do universo como ele é atualmente, ainda permanecem muitas questões não respondidas. Os cientistas irão dizer ao público com um ar de convicção absoluta que eles sabem que o universo se estende por X milhões de anos-luz e que tem existido por um total Y de bilhões de anos. Eles dizem que identificaram todos os principais corpos no universo, com estrelas galáxias, nebulosas, quasares e etc. Mas ainda assim nem a local Via Láctea foi claramente compreendida.
Por exemplo, na revista Scientific American, o notável astrônomo Bart J. Bok escreveu: “Eu me lembro que na metade dos anos 70, quando eu e meus companheiros de observação éramos notadamente autoconfiantes… nos não suspeitávamos que brevemente seria necessário revisar o rádio da Via Láctea para além de um fator de três ou mais e aumentar sua massa para um fator além de 10”(23). Se estas mensurações básicas recentemente tiveram que ser drasticamente revisadas após tantas décadas de observação então, o que o futuro pode guardar? Haverá outras revisões drásticas?
Mesmo quando nos restringimos ao nosso sistema solar, vemos que existem problemas fundamentais. A visão tradicional da origem dos planetas – que eles condensaram a partir de nuvens de poeira cósmica e gás – não está garantida porque as equações para as interações de nuvens de gás nunca foram satisfatoriamente solucionadas. William McRae, professor de astronomia na universidade inglesa de Sussex e ex-presidente da Real Sociedade de Astronomia daquele país diz: “O problema da origem do sistema solar é talvez o mais notável de todos os problemas não resolvidos na astronomia”.(24)
Já deve estar claro, a qualquer observador imparcial que a estratégia da redução materialista empregada pelos cientistas não tem permitido alcançar conclusões firmes sobre a origem e natureza do universo, apesar de suas posturas públicas. Não há, certamente nenhuma razão que leve alguém a insistir que as respostas últimas para as questões cosmológicas devam estar contidas em simples leis físicas expressas matematicamente. Além disso, o método quantitativo se provou inadequado para explicar muitos fenômenos próximos, o que dizer da explicação do vasto universo. E mais, é certamente muito cedo para excluir abordagens alternativas, abordagens essas que podem envolver explicações não físicas – explicações envolvendo princípios que vão além das leis físicas conhecidas.
Um Quadro Diferente da Realidade
De fato, podem existir causas não físicas em ação na história do universo, e podem existir regiões não físicas no cosmos também. O físico David Bohm admite: “É sempre uma possibilidade a existência de uma variedade ilimitada de propriedades adicionais, qualidades, entidades, sistemas, níveis, etc., aos quais se aplicariam novos tipos de leis naturais correspondentes”(25). Então é bem possível que, da mesma forma que nosso entendimento das leis naturais continua a evoluir, que possa emergir um quadro diferente do que a maioria das pessoas aceita atualmente.
Como já vimos, com seus infinitos ricochetes e infinitos universos em divisão, alguns modelos propostos pelos cosmólogos realmente desafiam nosso senso de concepção das coisas. Não pense que estas idéias estranhas estão fora das idéias dominantes do pensamento científico. Todas as noções que consideramos são, na verdade, as mais relatadas e respeitadas especulações.
Vamos agora ver idéias ainda mais esquisitas atualmente em voga no mundo da cosmologia moderna. O cientista John Gribbin, autor de White Holes (Buracos Brancos), um livro que sumariza estes tópicos, com admiração os chama de “as últimas séries de saltos feitos pelos pensadores criativos que hoje chamamos de cientistas – melhor do que profetas, visionários ou oráculos”(26). Um destes tópicos é o buraco branco – um quasar que derrama galáxias em um vertedouro cósmico. Gribbin diz: “Poderiam os buracos brancos realmente se fragmentar de forma que galáxias se reproduziriam como amebas, por partenogênese? Isto soa tão improvável em termos de nossa experiência diária relativa ao comportamento da matéria que é viável, olhar as teorias gerais de formações de galáxias para mostrar apenas como são desesperançosas, como explicações do universo real. Buracos brancos que se fissionam, parece uma última tentativa de solução para o problema, mas quando nenhuma outra teoria apresenta qualquer tipo de solução satisfatória, esta solução é certamente aquela mais aceita” (27).
Outra idéia seriamente considerada pelos cosmólogos é a dos túneis espaço-tempo ou “buracos de vermes cósmicos”. Discutidos seriamente pela primeira vez em 1962 pelo físico John Wheeler em seu livro Geometrodynamics, a idéia entrou na consciência popular através de filmes de ficção científica como a série de Guerra nas Estrelas, onde as naves espaciais atravessam o hiper-espaço, fazendo assim viagens intergalácticas que normalmente levariam milhões de anos na velocidade da luz. Algumas versões desses buracos de verme os vêem como entradas para o passado ou futuro ou mesmo como passagens para outros universos.
Na primeira metade do século 20, Einstein propôs uma quarta dimensão; hoje, com as implicações de suas equações sobre o campo gravitacional mais exploradas, outras dimensões estão sendo propostas. Paul Davies, um teórico da física escreveu: “Além das três dimensões no espaço e uma no tempo, nós percebemos na vida diária que existem sete dimensões espaciais extras que não são notadas”.(28)
A questão dessas descrições é mostrar que mesmo os cientistas materialistas são compelidos a apresentar explicações do universo que incrivelmente alargam nossas fronteiras mentais. Mas devemos alargar essas fronteiras apenas na direção da ciência material? Talvez devêssemos considerar outras direções. Se podemos contemplar dimensões materiais mais elevadas, então porque não considerar dimensões de um tipo completamente diferente? Há uma clara necessidade por novas categorias de idéias, idéias que sem dúvida questionariam a estratégia reducionista corrente de entender o universo. Esta estratégia inclui a idéia de que o universo é em última análise simples e pode ser exaustivamente descrito em termos de leis quantitativas.
Mas suponha que não seja tanto assim. Certamente parece que o universo é ilimitadamente complexo e possui aspectos que podem não ser atingidos por métodos quantitativos. Então, qual estratégia pode ser utilizada para conseguir conhecimento sobre isto? As muitas características complexas e ordenadas do universo sugerem uma elaboração inteligente. Esta idéia traz a mente as seguintes possibilidades: se a causa última do universo é um ser inteligente, supremo, então há chance de que possamos entender a natureza última da realidade, obtendo informação acerca deste ser. A existência de um ser supremo é certamente uma proposição audaciosa, mas não mais do que propor que tudo pode ser explicado por simples leis matemáticas que expressam leis físicas. E justo no caso da estratégia quantitativa, o valor desta alternativa só pode ser julgado pelo sucesso com que pode ser aplicada. Seria rejeitá-la sem verificar se é possível usá-la para obter conhecimento prático sobre a realidade.
Para muitos, a idéia de uma inteligência suprema trará à mente a visão cristã de mundo, à qual as pessoas reagem de forma variada. Mas alternativas as teorias correntes dos cosmólogos não são limitadas às interpretações cristãs do Gênesis. Da mesma forma que existem muitas explicações materialistas sobre a origem do universo, existem muitas explicações possíveis envolvendo a figura de um criador.
Para aqueles que buscam ampliar suas opções intelectuais, uma fonte muito rica de idéias para o entendimento do cosmos, e nosso lugar nele, é o conhecimento Védico da antiga Índia. Os Vedas incluem uma cosmologia extremamente sofisticada. Alguns dos conceitos serão radicalmente diferentes daqueles atualmente propagados; outros, surpreendentemente complementares aos achados científicos atuais. Por exemplo, Carl Sagan, quando esteve na Índia filmando um segmento de sua série de televisão Cosmos, disse “As idéias cosmológicas antigas mais sofisticadas vieram da Índia. O Hinduísmo [baseado nos Vedas] é a única religião no qual a escala temporal corresponde à cosmologia científica”. Ele percebeu que os sábios da antiga Índia sabiam que o universo atravessa ciclos progressivos de criação e destruição em escalas de tempo e bilhões de anos.
Na ciência moderna, a unidade básica da matéria é o átomo, mencionado nos Vedas, mas os Vedas também incluem partículas de consciência chamadas jivatma, da mesma forma que um princípio superior integrado chamado paramatma (Superalma).O Ser Supremo, visto como a fonte de toda a variedade de energias físicas e universais, é descrito como uma personalidade simultaneamente presente e localizada, dentro da qual o universo existe e que, ao mesmo tempo, existe dentro de cada átomo do universo. Como podemos ver, estas idéias podem fornecer um entendimento mais completo e coerente da origem e natureza do universo. A consciência, em particular, é um aspecto fundamental da realidade que não pode ser ignorado em teorias que tentam explicar o cosmos de forma compreensível.
Num tempo em que cientistas estão propondo coisas como universos múltiplos, “buracos de vermes” cósmicos para viagem de uma região espaço-temporal para outra, universos em que o tempo é invertido, várias dimensões espaço-temporais, etc., as antigas concepções transcendentais dos Vedas não podem ser abandonadas sem a devida consideração. Os modelos do Big Bang e universo inflacionário, os quais baseiam-se nas fundações matemáticas e teóricas mais trêmulas, falharam em fornecer respostas adequadas sobre o universo, as galáxias, planetas e formas de vida que encontramos hoje. Talvez uma superconsciência, um designer supremamente inteligente – e não um conjunto de equações matemáticas impessoais – seja a derradeira explicação para um universo que agora parece tão inexplicável.

REFERENCES 1. Erwin Schrodinger, What Is Life? and Mind and Matter (Cambridge: Cambridge University Press, 1967), p. 68.2. Richard Wolkomir, "Quark City," Omni, (February 198,4), p. 41.3. Kenneth E. Boulding, "Science: Our Common Heritage, Science, Vol. 207 (February 22, 1980), p. 834.4. Sir Bernard Lovell, "The Universe," The Random House Encyclopedia (New York: Random House, Inc., 1977), p.37.5. Steven Weinberg, The First Three Minutes (New York: Bantam, 1977), p. 94.6. S. W. Hawking and G. F. R. Ellis, The Large Scale Structure of Space-Time (Cambridge: Cambridge University Press, 1973), pp. 362--63.7. S.W. Hawking and G. F. R. Ellis, The Large Scale Structure of Space-Time, p. 364.8. Sir Bernard Lovell, "The Universe" The Random House Encyclopedia, p. 37.9. S. W. Hawking and G. F. R. Ellis, The Large Scale Structure of Space-Time, p. 360.10. Steven Weinberg, The First Three Minutes, p. 14311. Alan H. Guth and Paul J. Steinhardt, "The Inflationary Universe," Scientific American, (May 1984), p. 127.12. Mitchell Waldrop, "Before the Beginning," Science 84 (January/February 1984), p. 51.13. Alan H. Guth and Paul J. Steinhardt, "The Inflationary Universe," Scientific American, p. 128.14. S. W. Hawking and G. F. R. Ellis, The Large Scale Structure of Space-time, p. 1.15. Ilya Prigogine, From Being to Becoming (San Francisco: W. H. Freeman and Co., 1980), p. 20.16. Ilya Prigogine, From Being to Becoming, p. 20.17. Werner Heisenberg, "The Representation of Nature in Contemporary Physics," Daedalus, Vol. 87, No. 3 (1958), pp. 95--108.18. Bryce D. Witt, "Quantum Mechanics and Reality," Physics Today (September 1970), p. 33.19. P. A. M. Dirac, "The Evolution of the Physicist's Picture of Nature," Scientific American (May 1963), pp. 45--53.20. David Hunter, "The Grand Unification of Physics" Softalk (March 1984), p. 91.21. Steven Weinberg, The First Three Minutes, p. 68.22. Marcia Bartusiak, "Missing: 97 % of the Universe," Science Digest (December 1983), p. 53.23. Bart J. Bok, "The Milky Way Galaxy," Scientific American (March 1981), p. 94.24. William McRae, "The Origin of Earth, Moon, and Planets," in The Encyclopedia of Ignorance, ed. Ronald Duncan and Miranda Weston-Smith (New York: Pergamon Press, Ltd., 1977), p. 48.25. David Bohm, Causality and Chance in Modern Physics (London: Routledge and Kegan Paul, Ltd., 1957) p. 133.26. John Gribbin, White Holes (New York: Delacorte Press. 1977), p. 9.27. John Gribbin, White Holes, p. 107.28. Paul Davies, "The Eleventh Dimension," Science Digest (January 1984), p. 72. Courtesy Origins Magazine

X