terça-feira, 10 de fevereiro de 2015

Respondendo a argumentos contra o Big Bang


Existem mesmo evidencias contra o Big Bang? Eu sempre achei que ninguém iria discutir sobre o Big Bang com argumentos científicos, mas existem pessoas que o fazem. Vamos ver como essa alegada evidencia contra o Big Bang funciona.

Evidencias contra o Big Bang?

“Explosões não formam informação e ordem”

Essa alegação vem de um mal entendimento do que a teoria do Big Bang diz. A entropia (grau de desordem) no inicio do universo era mínima, talvez zero. Por ser bem compacto, ele tinha mais ordem do que o universo atual. A ordem a nossa volta pode muito bem ter se formado do gás quente do Big Bang, que esta esfriando. Alem disso, o Big Bang não foi uma explosão. Foi uma expansão que não tem absolutamente nada a ver com uma explosão.
É importante notar, também, que explosões podem gerar ordem. Por exemplo, uma explosão em larga escala como o de uma bomba nuclear forma uma nuvem em formato de cogumelo. Não é algo muito ordenado, mas também não é aleatório. Supernovas produzem elementos pesados e as ondas de choque deles ficam comprimidas em gases interestelares, o que forma novas estrelas. Outro exemplo viriam de explosões que comprimem carbono em diamante, o arranjo mais ordenado. [1]

“Anisotrópicos na radiação de fundo cósmica mostram um eixo, contrario ao big bang”

Esse é um argumento que foi usado por Russel Humphreys, baseado no mapa de Tegmark et el. O mapa mostra um quadripole e um octopole com um eixo de simetria, mas o mapa hexadicapole não mostra esse eixo. Isso pode significar que o eixo é um artefato de viés de simetria nas analises dos dados.
Alem disso, o eixo cósmico é compatível com o Big Bang. Se esses resultados estiverem corretos, eles implicam que a cosmologia não é a mesma em todas as direções em uma grande escala. Não se tem muita evidencia de um universo em tal escala, mas esse tipo de cosmologia é seriamente considerada. Um exemplo seria o universo rotatório de Goedel. [2]

“O Big Bang tem varias inconsistências, como a falta de matéria escura e a produção de anti-materia”

O Big Bang possui um numero enorme de evidencias e previsões:

- A Relatividade Geral de Einstein nos diz que o universo esta expandindo
- As galáxias distantes com luz vermelha nos mostram que o universo esta expandindo
- O Big Bang prevê  uma radiação de fundo cósmica que deve aparecer em todas as direções, com um espectro de corpo negro e uma temperatuda de 3°K. É exatamente o que foi observado.
- Essa radiação de fundo cósmica é igual em uma parte de 100.000. Deveria haver uma pequena desigualdade para explicar a distribuição desigual da matéria do universo. Essa desigualdade é observada hoje em dia, da mesma forma que foi prevista.
- O modelo do big bang explica a abundancia de hidrogênio, deutério, helio e lítio.
- O modelo do big bang prediz que o universo muda com o tempo. Porque a velocidade da luz é finita, olhar para grandes distancias nos permitem olhar para o passado. Podemos ver, por exemplo, que quasars eram mais comuns e estrelas eram mais azulados no universo primitivo.

Também deve ser notado que inconsistências não são necessariamente não-resolviveis. Mesmo se elas não tivessem respostas, isso não significaria que a teoria iria desmoronar, apenas seriam necessárias novas descobertas ou estudos para preencher as “lacunas”. Por exemplo, a descoberta da radiação de fundo cósmica ajudou a resolver alguns problemas relacionados a matéria escura.
Uma solução para o problema dos monopolos ausentes e o problema do achatamento, é o modelo inflacionário, que atualmente complementa o modelo do Big Bang. Proposto por Alan Guth em 1981, ele diz que o tamanho do universo aumentou exponencialmente quando o universo tinha apenas uma fração de segundo.
Dizer que a “inflação não tem evidencias” é simplesmente errôneo também. Simplesmente porque ausência de evidencia não é evidencia de ausência. Se a teoria nova se encaixa com a evidencia da antiga e explica alguns “problemas” da antiga, então ela é uma nova adição a teoria tradicional valida. A menos que seja encontrado algo que a invalide. [3]

“A luz vermelha das galáxias não é da expansão, mas sim um ‘vermelho cansado’ de fótons que tendem a ficar vermelhos depois de muito tempo”

O modelo da luz cansada não explica a dilatação explicada nas curvas de luz de supernova. Uma supernova que leva 20 dias para decair vai levar 40 dias para cair a uma luz vermelha. Também deve ser dito que o modelo da luz cansada não produz o espectro de corpo negro da radiação de fundo cósmica. O modelo requer que a radiação de fundo seja uma luz desviada de estrelas, mas as estrelas não conseguem produzir um espectro de corpo negro como o que vemos na radiação de fundo cósmica.
Esse tipo de modelo também falha no teste de brilho de superfície Tolman, e não existem mecanismos para explicar a luz cansada.
O modelo do big bang consegue explicar a abundancia de elementos de luz, predita das reações que deveriam acontecer nos três primeiros minutos do Big Bang, a escuridão do céu escuto (paradoxo de Olber), a isotropia e homogeneidade e também explica a a variação da contagem de fonte de radio e quasar, que variam com o tempo, mostrando que o universo evoluiu. [4]

“A rotação de planetas e galáxias provam que o Big Bang não aconteceu. Eles não podem ter começado a girar por causa da matéria que girava quando o big bang começou porque a conservação angular demanda que os planetas girem na mesma direção, mas eles e as luas giram de forma retrograda”

Essa objeção é baseada em muita, muita ignorância. O big bang é um tema diferente do da formação de sistemas solares. Rotações dentro do universo não estão relacionadas com qualquer rotação do cosmos. As galáxias provavelmente apareceram de regiões densas do universo primitivo, que se fundiram e se combinaram graças a interação gravitacional e viscosa. Já que essas flutuações de densidade antigas eram aleatórias, é de se esperar que as galáxias tenham orientações aleatórias. Sistemas solares dentro de galáxias tem origens diferentes e influencias adicionais e aleatórias em sua orientação.
Alem disso, a conservação do momento angular não requer que tudo gire da mesma forma. Ela requer que a mudança na rotação de um objeto seja compensada por uma mudança no giro oposta em um ou mais objetos. [5]

Estrelas mais velhas que o universo?

Esse argumento é baseado em informação antiga, que dizia que, enquanto o universo deveria ter 10 bilhões de anos (na época), poderiam encontrar estrelas em nossa galáxia de 13 bilhões até 18 bilhões de anos.
Dois avanços resolveram esse problema. Primeiro, os satélites Hipparchos mostraram estimativas melhores para a distancia das estrelas e no medimento de sua idade. As novas medidas dizem que as galáxias estavam mais distantes, o que significa que as estrelas “velhas” eram mais luminosas do que se era crido na época. Usando isso nos cálculos de idade trouxe o alcance de idade esperada de alguns bilhões de anos. Segundo, a distancia de medição das supernovas e as medições da anisotropia da radiação de fundo cósmicas demonstraram a necessidade de energia escura no modelo cosmológico padrão. Isso mudou a idade estimada do universo para os atuais 13 bilhões de anos. [6]

A teoria de Halton Arp

Arp é um astrônomo que criou uma teoria que dizia que a luz vermelha medida nos objetos mais distantes não é cosmológica por natureza. No modelo de Arp, o desvio vermelho é intrínseco e não esta relacionado com a distancia.
Um estudo recente por Scraton et al resolveu essa controversa. Foi descoberto que a posição de 200.000 quasars estava relacionada com a posição de 13 bilhões de galáxias. No modelo de Arp, as galáxias e os quasars eram fisicamente associados um com o outro, assim sendo esperado que relacionando as duas populações faria parecer com que as galáxias se correlacionavam entre si. Por outro lado, o Big Bang nos diz que os quasars estavam muito mais distantes que as galáxias nessa amostra, então a correlação pela gravitação atual deveria ser quase zero. O que deveria ser feito é a correlação gravitacional dos quasars pelas galáxias de primeiro plano. Esse sinal é muito menor do que o esperado no modelo de Arp, e muda de acordo com a população de quasars. Quando o Sloan Digital Sky Survey fez as medições, o resultado estava de acordo com as previsões do big bang, mas não com o modelo de Arp. [7]

Cosmologia de Plasma

Esse é um modelo popularizado por Eric Lerner em seu livro “The Big Bang Never Happened”. Ele mostrou vários problemas com o big bang e propos uma nova teoria, baseada na física de plasma. De acordo com o modelo dele, o universo é infinitamente antigo e passa por vários ciclos. Nessa teoria, o eletromagnetismo é a força dominante para galáxias e estruturas de larga escala, ao invés de gravidade. (Alguém poderia se perguntar “porque alguns criacionistas anti-bigbang dão valor a um modelo de universo eterno que descarta qualquer criador”, mas enfim...)
Para o argumento funcionar, Lerner afirma que as flutuações de pequena densidade que crescem por interações gravitacionais com o ambiente local não podem explicar as estruturas em larga escala observadas no nosso universo. Esse argumento ignora as simulações em computadores, que demonstram a habilidade desse mecanismo de gerar estruturas que estatisticamente estão de acordo com as observações. Ele também nega a existência de matéria escura e energia escura, repetindo que eles são ciclos adicionados à teoria quando ela falha em bater com as expectativas. Mas isso não é verdade nem para a matéria escura nem para a energia escura. Ele diz que a energia escura esta em fluxo constante, mas isso ignora o fato de que medições antigas tinham relativamente grandes erros por causa de amostras de tamanhos pequenos. Os métodos para os dados atuais são maiores e mais precisos, e esses métodos variados convergem muito bem.
Ned Wright refutou um numero enorme dos argumentos de Lerner. Depois, Lerner tentou responder, mas os argumentos dele não melhoram e ele ignora vários argumentos de Wright. [8]

“Onde esta a anti-materia?”

Esse é mais um argumento baseado na ignorância. Mesmo sem saber onde esta essa antimateria ou por que ela não é visível hoje, esse mistério pode ser resolvido com novas teorias. Alem disso, esse é mais um exemplo de ajuste fino do universo. Como físico Jeff Zweerink diz:

“A história da antimateria no universo mostra os sinais de ajuste fino esperados pelo Criador bíblico. Mesmo a antimateria compondo quase metade da massa do universo primitivo, nenhuma concentração significante de antimateria persiste hoje. No entanto, se o universo primitivo tivesse contido a quantidade idêntica de matéria e antimateria, nenhum bloco de vida teria remanescido.”“Quase todos os processos conhecidos para a produção de antimateria produzem quantidade igual de matéria e antimateria. Por razões ainda desconhecidas por cientistas, algum processo (ou processos) no inicio do universo criou apenas um bilhão de partículas de antimateria para cada um bilhão e uma partículas de matéria. Subseqüentemente, toda a antimateria colidiu com a matéria aniquilando a antimateria, deixando o universo com abundancia de matéria para formar vida.” [9]

População estelar III perdida (Ou: onde estão os remanescentes das supernovas mais antigas?)

Deixando de lado o fato de ser mais um argumento de ignorância, vejamos os problemas. Em primeiro lugar, existem possíveis explicações possíveis para explicar isso. A explicação mais favorável hoje em dia é a de que a ausência dessas estrelas se deve ao fato de que a geração III de estrelas eram todas estrelas com alta quantidade de massa, entre 60 e 300 vezes a massa do Sol. Isso significa que estrelas com pouca massa na População III nunca se formaram. Essa hipótese é apoiada pelos recentes modelos que mostram que as estrelas primordiais possuíam muito mais massas que as estrelas que nós vemos no Universo hoje em dia. Se esse for o caso, então todas essas estrelas gastaram seu combustível muito tempo atrás, o que deixa agora apenas restos. Embora esses restos possam continuar existindo por 6 milhões de anos, eles se tornam incrivelmente difíceis de serem detectados rapidamente. E quanto mais o tempo passa, mais eles se tornam difíceis de detectar. Então isso já explica a dificuldade de detectar tais estrelas e seus restos.
Alem disso, o modelo padrão do Big Bang ja previa que esses restos de estrelas seriam difíceis de serem encontrados. Então, isso não é uma objeção que vai contra a teoria. Na verdade, isso ja era previsto por ela.

“O colapso do Big Bang - Vários cientistas rejeitam o Big Bang!"

Essa objeção foi popularizada pelo site Answers in Genesis. A meu ver, ou o autor era ignorante ou desonesto. Aqui eles apresentam uma carta que mostra um grupo de cientistas abandonando o modelo do big bang. Apesar desta carta não estar mais online (não consegui achar um link completo, mas se tiver paciência e dinheiro pra jogar na internet, pode acessar este link) eu sei de minhas fontes que a carta não falava de cientistas abandonando a Big Bang, mas sim apoiando outros modelos cosmológicos (como o estado estacionário e a cosmologia de plasma). Nesses modelos, o universo é eterno, eliminando assim o Criador completamente. (Mas não Deus, que poderia existir mesmo se o universo fosse eterno.)

"O Big Bang diz que tudo veio do nada! Mas do nada, nada vem!"

Esse é um problema pro ateísmo.

"O Big Bang é ateísta"

Não. O Big Bang nos diz que a natureza teve um inicio e que esse inicio foi ajustado finamente para o aparecimento eventual de vida. Isso deveria ser considerado uma evidencia da existência de um Designer Sobrenatural.

“Stephen Hawking mostrou que o Big Bang descarta Deus!”

Isso apenas se você pressupor o estado Hartle-Hawking e o uso de tempo imaginário antes da expansão, que são adições filosóficas completamente especulativas. Ou se for dizer que o Big Bang veio de uma flutuação quântica do vácuo, mas isso também é extremamente especulativo, pois a mecânica quântica tem dez diferentes interpretações, e ninguém sabe qual é a correta ou se alguma delas é a correta. (Eu respondi a algumas alegações de Hawking aqui, aqui e aqui)

“O Big Bang não precisou de Deus!”

Isso vem de uma teoria (mencionada no tópico acima) de que partículas subatômicas aparecem do nada. Popularizada por Hawking e Krauss. Eu traduzi um texto do físico Aron Wall que rebate essa idéia. (Aqui) E você pode ler os textos anexados no final do tópico acima.

"O Big Bang é só uma teoria!"

Não devemos nos referir a teorias cientificas como "apenas teorias". São teorias, mas a gravidade também é! O Big Bang tem um numero enorme de evidencias e predições que foram confirmadas.
Um exemplo contrario a isso seria a Teoria do Multiverso. Essa sim não tem nenhuma evidencia e nem nunca terá, por estar fora do alcance de observação. Mas também não deve ser referida apenas como "teoria", devem ser apontados problemas filosóficos e científicos nela (no caso, poderíamos usar a navalha de ockham ou o problema com cérebros de Boltzmann)

O Big Bang implica o Darwinismo.

Não. Um fala sobre a expansão e a origem do universo, o outro sobre a evolução das espécies vivas no planeta. Não tem nada a ver um com o outro.

Fontes

[1] – Talk Origins, “Explosions such as the big bang do not produce order or information.”, http://www.talkorigins.org/indexcc/CE/CE441.html
[2] – Idem, “The cosmos has an axis, contrary to big bang models.”, http://www.talkorigins.org/indexcc/CE/CE421.html
[3] – Idem, “The big bang theory is wrong”, http://www.talkorigins.org/indexcc/CE/CE420.html
[4] – Idem, “Red shift comes from light aging, not expansion of the universe.”, http://www.talkorigins.org/indexcc/CE/CE425.html
[5] – Idem, “Retrograde motion of planets disproves the big bang.”, http://www.talkorigins.org/indexcc/CE/CE260_1.html
[6] – Idem, “Evidence for the Big Bang” em “Problems and Objections”, http://www.talkorigins.org/faqs/astronomy/bigbang.html#problems
[7] – Idem
[8] – Idem, em “Alternative cosmological models”.
[9] – Reasons to Believe, “Defusing the Antimatter Bomb”, http://www.reasons.org/articles/defusing-the-antimatter-bomb

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