domingo, 31 de agosto de 2014

O Universo teve um começo? #5 - A segunda lei da termodinâmica, Boltzmann e universos bebês.


Há ainda outra evidencia independente para a origem do universo alem da expansão. Essa outra evidencia vem das propriedades termodinâmicas do universo. Mais precisamente, da segunda lei da termodinâmica.

A Segunda Lei da Termodinâmica


De acordo com a segunda lei da termodinâmica, a entropia (nível de desordem) em um sistema fechado nunca diminui, mas tendem sempre a ir à um estado de equilíbrio.
Assumindo que o universo seja um sistema fechado, ao aplicarmos a segunda lei a ele vemos que quando o universo chegar a um estado de equilíbrio ele chegará a um estado de morte quente. Mas então uma pergunta inevitável aparece: Se o universo é eterno, então por que ele não esta agora nesse estado de equilíbrio, em estado morto? Paul Davis conclui:

“O universo não pode ter existido para sempre. Nós sabemos que deve ter tido um inicio absoluto a um tempo finito atrás” [1]









Mas houveram tentativas de desviar das implicações da segunda lei também.

A Teoria de Boltzmann

De acordo com o físico Ludwig Boltzmann, o universo esta em estado de equilíbrio, mas ocorreram flutuações de energia em partes diferentes do universo. Desse modo, algumas partes isoladas estão em desequilíbrio. Essas regiões foram chamadas de “mundos”.
O problema com essa teoria é que se nosso mundo fosse apenas uma dessas regiões, seria bem mais provável que estivéssemos em uma região de desequilíbrio muito menor. Para que observadores simples existam, não é necessário mais do que uma região pequena de desordem. Na verdade, essa teoria torna bem mais provável que todo o passado é uma ilusão, e tudo o que tem aparência de idade, pois esse tipo de mundo seria muito mais provável do que um mundo com fatos reais.

Universos Bebês

Nessa tentativa, buracos negros são pequenos “portais” para universos bebês. Dessa forma, nosso universo seria apenas mais um desses.
A teoria requeria que as informações presas em buracos negros pudessem se perder, indo para outro universo. Mas Hawking percebeu que a informação permanecia dentro do buraco negro. Esse mecanismo para gerar universos-bebês foi descartado e logo depois, em 2004, Stephen Hawking declarou:


“Não há nenhum universo bebe ramificando-se como eu um dia pensei. A informação se mantém firme em nosso universo. Os fãs de ficção cientifica que me desculpem, mas se a informação permanece, não há possibilidade de viajar para outro universo.” [2]





Conclusão

A segunda lei da termodinâmica nos da mais uma evidencia de que o universo teve um começo. No próximo texto da serie, falarei do teorema de Alexander Vilenkin, Arvind Borde e Alan Guth.

Fontes

[1] – Paul Davies, “The Big Questions: In the Beginning”, ABC Science Online, entrevista com Phillip Adams, http://www.abc.net.au/science/bigquestions/s460625.htm
[2] – Stephen Hawking, “Information Loss in Black Holes”, http://arXiv.org/abs/hep-th/0507171v2

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