domingo, 24 de agosto de 2014

O Universo teve um começo? #2 - O Modelo Padrão do Big Bang


O século XX foi marcado por grandes descobertas que apontavam para o inicio do universo. Após muito tempo tendo que usar pensamentos filosóficos, aquilo que os teólogos acreditaram por séculos parecia estar confirmado: O universo, provavelmente, teve um começo.

Cosmologia do Big Bang – O Modelo Padrão


Em 1916, Albert Einstein estava fazendo seus cálculos da Teoria da Relatividade Geral. Ele não estava gostando muito de onde estava chegando, seus cálculos o diziam que o universo tinha tido um inicio. Na verdade, para “desviar” dessa conclusão, Einstein colocou uma constante cosmológica em seus cálculos para que pudesse mostrar que o universo era estático.
Georges Lamaître
Mais tarde, em 1919, seu “disfarce” foi descoberto, quando o cosmólogo Arthur Eddington fez um experimento durante um eclipse solar que confirmou a teoria da relatividade.
Pouco tempo depois, em 1922, o matemático Alexander Friedmann expôs o “disfarce”: Einstein havia feito uma divisão por zero (sim, isso mesmo). Friedmann e o astrônomo Georges Lamaître (que também era um padre), utilizando os cálculos de Einstein conseguiram mostrar, de forma independente um do outro, que o universo não poderia ser eterno, mas que estava expandindo.
Em 1929, o astrônomo Edwin Hubble observou do Observatório do Monte Wilson que as luzes das galáxias distantes estavam ficando vermelhas, que indicava que as galáxias estavam se afastando. Esse deslocamento para o vermelho foi interpretado como efeito Doppler, onde fontes de luz recuavam da linha de visão. De acordo com a teoria, as galáxias estão em repouso, mas se afastando umas das outras por causa da expansão do espaço.

Se revertermos a expansão do universo, chegaríamos a um estado de densidade infinita. Esse estado aponta para uma singularidade, onde há uma fronteira de tempo-espaço. Paul Davis expressa dessa forma:

“Se extrapolarmos essa projeção ao extremo, chegamos a um ponto em que todas as distâncias do universo serão reduzidas a zero. Portanto, uma singularidade cosmológica inicial forma uma extremidade temporal passada do universo. Não é possível prosseguir com o raciocínio físico, ou mesmo com o conceito de espaço-tempo, através de tal extremidade. Por isso, a maior parte dos cosmólogos toma a singularidade inicial como o inicio do universo. Nessa perspectiva, o Big Bang representa o evento da criação; a criação não só de toda a matéria e de toda a energia do universo, mas do próprio espaço-tempo.” [1]

Esse é o modelo Friedmann-Lamaître (ou modelo do Big Bang, ou modelo padrão). Ele nos diz que o universo teve um inicio absoluto a partir do nada. Como John Barrow e Frank Tipler colocam:


John Barrow

“Nessa singularidade, o espaço e o tempo começaram a existir. Não havia literalmente coisa alguma antes da singularidade; portanto, se o universo teve origem em tal singularidade, teríamos então uma criação ex nihilo.”
[2]







Mais evidencias

Não tão longe no tempo, já em 1989, George Smoot era o líder de um projeto onde a NASA gastou 200 milhões de dólares no satélite COBE para ver se conseguiam detectar ondulações do Big Bang. Em 1992, Smoot anunciou que, não apenas haviam descoberto as ondulações, mas que estas mostravam que a expansão do universo foram colocadas precisamente de modo que, não apenas a matéria se reunisse, mas também que se houvesse uma pequena mudança na força dessa expansão, o universo iria desmoronar (a propósito, isso seria parte da sintonia fina das condições iniciais do universo). Smoot declarou, na época, algo que saiu na capa de diversos jornais e revistas, ele disse que “se você é religioso, é como olhar para Deus”.

Provável, mas não certo!

Se sabe o que aconteceu até certo ponto, até a era Planck, que foram aproximadamente os primeiros 10^43 segundos após o Big Bang. Essa é a era onde os efeitos da gravidade quântica entram em cena. No entanto, nós ainda não temos uma teoria de gravidade quântica completa. Por isso nós não podemos dizer que o universo teve um inicio. Provavelmente teve, mas não podemos dizer com certeza. Certamente nosso universo como o conhecemos teve um inicio (o chamado espaço-tempo clássico), mas antes disso, nós não sabemos praticamente nada do que aconteceu. Como Aron Wall colocou:

“Mesmo que nós possamos dizer que aparentemente teve um inicio baseado em uma extrapolação do modelo do Big Bang para os primeiros momentos, também a razões do porque não podemos estar completamente certos, enquanto nós não entendermos completamente o espaço-tempo quântico (ou as condições iniciais para a inflação)” [3]






Uma Confusão

Em uma conversa com uma amiga, eu disse:

- “O universo precisa ter uma causa se teve um inicio”

E ela respondeu:

- “É o que chamamos de Big Bang!”

Percebo que essa é uma confusão comum. O Big Bang não é uma causa, apenas o nome dado a expansão inicial do universo.

Considerações teológicas

Se as previsões do modelo padrão estiverem corretas, então aquilo que os teistas acreditaram por séculos esta correto: que o universo teve um inicio. Se todo o mundo natural teve um inicio absoluto, isso nos da bons motivos para crer em uma causa sobrenatural. Como proeminente filosofo ateu Quentin Smith colocou:

“A definição de singularidade [...] compreende a impossibilidade de estender a diversidade espaço-tempo para alem da singularidade [...] Isso exclui a idéia de que a singularidade é um efeito de algum processo natural anterior” [4]








No entanto, não podemos dizer algo tolo como a “cosmologia prova que Deus existe”. Na época em que Georges Lamaître “descobriu” a expansão, o Papa Pio XII havia declarado que essa era uma “prova da existência de Deus”, mas logo Lamaître o repreendeu dizendo que não podíamos fazer tal afirmação, ele disse:

“Até onde posso ver, tal teoria [big bang] se mantêm completamente fora de qualquer questão metafísica ou religiosa” [5]

Então, mesmo tendo certos motivos para crer que o inicio tem conseqüências teológicas, não podemos extrapolar dizendo coisas como “o Big Bang nos diz que Deus existe” (Isso esta sendo admitido por um grande fã do Argumento Cosmológico!).

Conclusão

Nos próximos textos, vou falar dos outros modelos propostos para desviar do inicio absoluto. Também falarei da evidencia da termodinâmica e outras tentativas e teoremas (como o teorema Borde-Guth-Vilenkin).

Fontes

[1] – P. C. W. Davis, “Spacetime singularities in cosmology”, em “The Study of Time”, pp. 78-79
[2] – John Barrow e Frank Tipler, “The Anthropic Cosmological Principle”, p. 442
[3] – Undivided Looking, "Did the Universe Begin? I: Big Bang Cosmology"http://www.wall.org/~aron/blog/did-the-universe-begin-i-big-bang-cosmology/#comment-856551   
[4] – William Lane Craig & Quentin Smith, “Theism, atheism and Big Bang Cosmology”, p. 120
[5] – Citado por Luke Barnes em “Letters to Nature - Did the Universe Have a Beginning? – Carroll vs Craig Review (Part 1)” - http://letterstonature.wordpress.com/2014/08/05/did-the-universe-have-a-beginning-carroll-vs-craig-review-part-1/

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