segunda-feira, 25 de agosto de 2014

O Universo teve um começo? #3 - Modelo do estado estacionario e modelos oscilantes


No ultimo texto, eu escrevi sobre o modelo padrão do Big Bang, suas evidencias e conseqüências teológicas que ele traria. Também mostrei que um inicio absoluto é o mais provável, mas não é certo. No texto a seguir eu vou falar sobre os modelos o estado estacionário e o modelo oscilante.


O Primeiro Concorrente – O Modelo do Estado Estacionario

Não demorou muito para ser percebido que o modelo padrão trazia certas conseqüências metafísicas. Foi por volta de 1948 que Fred Hoyle, junto de Hermann Bondi e Thomas Gold propuseram a primeira alternativa para “desviar” do inicio, o chamado “Modelo do Estado Estacionário”. De acordo com esse modelo, o universo se encontra em um estado de expansão e enquanto as galáxias vão se afastando nova matéria é criada do nada para substituí-las. Dessa forma, o universo se encontra em constante renovação e, portanto, é eterno.
O problema dessa teoria, não só veio do fato de não ter nenhuma evidencia ou comprovação observada, mas também com descobertas posteriores. Ainda em 1948, foi predito por três cientistas que, se o Big Bang realmente tivesse acontecido, deveriam ser capazes de detectar uma radiação. Foi em 1965 que Arno Penzias e Robert Wilson detectaram por acidente uma radiação misteriosa na antena do Laboratório Bell. Não importava para onde eles apontavam, a radiação permanecia. Aquilo que eles haviam descoberto é conhecido como a radiação cósmica de fundo, um brilho avermelhado que era a luz e o calor da explosão inicial. A luz não pode mais ser detectada, mas o calor sim. Um ano depois dessa descoberta, Georges Lamaître faleceu, mas havia recebido com alegria a descoberta de Penzias e Wilson que confirmava a sua teoria.

Big Crunch – Os Modelos Oscilantes/Cíclicos

Nas décadas de 1960 e 1970, cosmólogos propuseram que seria possível criar um “modelo oscilante”. Nesse modelo, o universo iria se expandir e depois contrair de novo, e assim sucessivamente. Cada inicio da expansão seria um “Big Bang” e a contração seria um “Big Crunch”.
Esses modelos foram abandonados com a vinda do Teorema da Singularidade de Stephen Hawking e Roger Penrose. De acordo com o teorema, é inevitável escapar da singularidade. Hawking diz que os teoremas da singularidade “levaram ao abandono das tentativas de defender a ocorrência de uma fase previa de contração que teria dado lugar a seguir a um salto não singular de expansão. Em vez disso, quase todo mundo hoje acredita que o universo, e o tempo, começaram com o Big Bang”. [1]
Há outros problemas, como o fato de nós não conhecermos nenhuma lei que poderia ser responsável por essas contrações. Alem disso, em janeiro de 1998, os astrônomos de Princeton, Yale, Laboratório Nacional Berkeley e do Instituto de Astrofísica Harvard-Smithsonian disseram em uma reunião que o universo irá se expandir para sempre [2]. O porta-voz disse que agora há 95% de certeza que a densidade da matéria é insuficiente para impedir a expansão [3]. Essa conclusão foi confirmada em 2003 por Charles Bennett, do Centro de Controle de Vôos Espaciais Goddard da NASA, onde ele concluiu:

“O Universo vai se expandir para sempre. Ele não se voltará sobre si mesmo nem entrará em colapso numa espécie de grande desabamento.” [4]

Um ultimo problema cientifico é que a teoria contradiz a segunda lei da termodinâmica. A segunda lei nos diz que a energia do universo esta se esgotando (falarei mais dela em outro post), e a teoria pressupõe que nenhuma energia seria perdida em cada contração. Na verdade, o universo acabaria sumindo, do mesmo modo que uma bola pingando para de pular.
Filosoficamente falando, se o universo esteve nesse estado de expansão e contração pela eternidade, então teve uma serie infinita de expansões e contrações antes da expansão atual. Mas se pensar bem (similar ao que eu disse no primeiro texto da serie) se tivesse um numero infinito de expansões e contrações antes da atual expansão, a atual jamais teria chegado.

Modelo Cíclico Ecpirótico

Uma tentativa de “reviver” o universo oscilante/cíclico foi feito em 2001 por Paul Steinhardt e Neil Turok, chamada de universo Ecpirótico. De acordo com a teoria, há dois universos paralelos tridimensionais que se movem um em direção ao outro para um espaço quadridimensional. Eles se colidem, se separam até o maximo e contraem de novo.
Esse modelo consegue “desviar” de alguns problemas citados acima, mas ele cria mais problemas teoreticos do que resolve. O modelo é baseado na versão de Horava-Witten da teoria das cordas, que requer que o espaço tridimensional em que vivemos tenha uma tensão positiva. Mas no modelo Ecpirótico ele tem uma tensão negativa. Outro problema é que o modelo requer uma sintonia fina extraordinária. Por exemplo, os dois espaços tridimensionais devem estar perfeitamente alinhados, de forma que até em uma distancia de 10^30 maior do que o espaço entre eles, eles não consigam desviar de serem paralelos mais do que 10^-60.
Mas mesmo sem todos esses problemas, o Teorema Borde-Guth-Vilenkin (assunto pra outro post) mostrou que tal modelo não pode ter passado eterno. De acordo com Vilenkin:

“Nosso teorema conclui que o universo cíclico tem o passado incompleto” [5]

Conclusão

Os modelos acima falharam, mas outros foram propostos. Na verdade, os citados acima ainda são revisados, mas não se consegue fugir desses problemas.
No próximo texto vou falar dos modelos de flutuação no vácuo e nos modelos inflacionários.

Fontes

[1] – Stephen Hawking e Roger Penrose, “The nature of space and time”, p. 20
[2] – Associated Press News Release, 9 de Janeiro de 1998
[3] – Idem.
[4] – "'Baby Pic' Shows Cosmos 13 Billion Years Ago", CNN.com, 11 de fevereiro de 2003, em http://www.cnn.com/2003/TECH/space/02/11/cosmic.portrait/index.html
[5] – Contato pessoal entre William Lane Craig e Alexander Vilenkin, citado em “Apologética Contemporânea”, p. 135; também em “Bethinking: Beyond the Big Bang” – http://www.bethinking.org/is-there-a-creator/beyond-the-big-bang

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