Publicado por: Conselheiro Fnord | 23/08/2013

MUNDO DISCORDIANISTA: PURO CAOS… Uma Breve Biografia do Nosso Universo.


Imagine olhar a foto de um paraquedista em queda, estático em pleno ar. Temos a inabalável certeza de qual vai ser seu futuro: ele vai cair em direção ao chão (e é bom que seu paraquedas funcione!). Imagine também olhar a foto do instante imediatamente anterior à colisão de dois carros numa rua. Teremos certeza de que haverá um acidente de trânsito se soubermos a velocidade de cada carro no momento da foto (sem essa última informação, poderíamos afirmar também que eles estavam estacionados – quem poderia negar?).

As situações anteriores ilustram um dos conceitos mais simples e essenciais da física: se soubermos o estado inicial de um sistema (na analogia, temos uma foto) e soubermos como as leis físicas fazem esse estado evoluir com o tempo (na analogia, o paraquedista vai ser atraído para a terra e os carros não vão conseguir frear a tempo), então podemos determinar com precisão a “história futura” desse estado!

Acontece que esse conceito é tão poderoso que os físicos e astrônomos tem a convicção de que ele pode ser aplicado, inclusive, para o universo como um todo! Arrogância destes cientistas, julgando seu conhecimento tão poderoso? Não! Há séculos coletamos evidência após evidência de que as leis naturais realmente seguem esse inesperado determinismo. Por que deveria ser assim? Por que é que essa receita tão simples, tão tola, de tomar um estado inicial e adivinhar sua evolução baseada em leis claras, dá certo? Não sabemos. Entretanto, ao que tudo indica, é assim que funciona a natureza. Mesmo a mecânica quântica, que carrega a infâmia de ser probabilística em suas previsões (e realmente o é, se estivermos falando do resultado de medidas), é perfeitamente determinística no que diz respeito à evolução de uma condição inicial ao longo do tempo.

Uma “biografia” do universo, portanto, deverá conter uma foto do momento do universo primordial, no seu nascimento (saindo da analogia para o termo técnico: um conjunto de condições iniciais), e um grupo de leis que esclareça como essa situação inicial vai evoluir até se tornar o que conhecemos hoje. Antes de continuar, vale lembrar que a cosmologia – o pedacinho da física que estuda o universo como um todo – é uma área “quente” nos dias atuais: há muito conhecimento sendo desenvolvido e grandes experimentos sendo construídos. Dessa forma, ainda há muita polêmica e incertezas (ainda bem!) no meio acadêmico. Essas incertezas crescem conforme nos aproximamos dos instantes iniciais da história do universo, diminuindo enquanto o tempo avança até os dias atuais. Transmitida a ideia de evolução temporal, é um bom momento para abandonar a analogia inicial, da fotografia, já que as condições iniciais do cosmos ainda são objeto de estudo intenso.

A história do nosso universo é mais ou menos como segue abaixo. É necessário usar a notação de potências de 10 para expressar o tempo de uma forma compacta. É simples: o número acima do “10” diz quantos zeros há depois do “1” (se for um número positivo) ou antes do “1” (se for negativo). Ou seja, 10-4=0,0001 (um décimo de milésimo) e 106=1.000.000 (1 milhão), e assim por diante. Pra quem não costuma lidar com números escritos nessa forma, dois exemplos: o tempo entre 10-3 e 10-2 segundos é de quase 10 milésimos de segundo (cerca de 30 vezes mais rápido que um piscar de olhos!) , e o tempo entre 107 e 108 segundos é de 3 anos! Os valores a seguir são aproximados.

  • 10-43 segundos – Sem dúvidas, o período sobre o qual menos temos informações. Muitas teorias atuais especulam sobre o que acontecia nessa época, já que Relatividade Geral e Mecânica Quântica separadas não são o bastante para nos dar uma descrição apropriada. Precisamos de uma nova física (novas teorias) para entender essa fase próxima ao que conhecemos por “escala de Planck”.

  • 10-14 a 10-43 segundos – A este ponto, é interessante lembrar que, por consequências da termodinâmica, a idade do universo está intimamente relacionada à sua temperatura, e, portanto, à quantidade de energia disponível para certos processos (colisões entre partículas, por exemplo). É por isso que aceleradores de partículas são capazes de nos fornecer informações sobre os primórdios do universo, ou, de forma exagerada e errônea, “recriar o Big-Bang”.
    Pois bem, as energias envolvidas nessa época da história do universo provavelmente não serão alcançáveis no futuro próximo. Apesar disso, há bons motivos para acreditar que a Relatividade Geral ainda é válida e pode ser usada para descrever a dinâmica do universo.
    Uma das grandes incertezas sobre esse período é saber que tipo de partículas formavam a matéria. Algumas teorias implicam a existência de mais partículas fundamentais do que observamos hoje. O aspecto mais notável dessa época, entretanto, é a possibilidade bastante atraente de que o Universo tenha passado por uma fase de expansão extremamente acelerada: a Inflação.

  • 10-10 a 10-14 segundos – Daqui para frente, entramos em física razoavelmente conhecida. Essa época corresponde à escala de energia que é acessível aos aceleradores de partículas atuais, e os resultados mostram que o Modelo Padrão das interações fundamentais faz previsões corretas.

  • 10-5 segundos – Quarks e glúons juntam-se para formar bárions e mésons, dando origem à matéria na forma que nos é mais usual em termos de tecnologia e conhecimento (prótons, nêutrons.).

  • 0.2 segundos – Conforme diminui a energia dos processos entre partículas, alguns deles simplesmente deixam de ocorrer a taxas apreciáveis. A consequência direta disso é que as quantidades de partículas que participavam neles tornam-se fixas. Isso é muito importante experimentalmente! Significa que, estimando a quantidade de algumas delas hoje (o nêutron, por exemplo), temos uma boa noção do quanto havia em tempos mais remotos. Além disso, a temperatura é baixa o suficiente para que neutrinos não sofram mais colisões com outras partículas e se propaguem livremente pelo universo.

  • 200 a 300 segundos – Reações nucleares tornam-se frequentes na temperatura dessa época. Como resultado, prótons e nêutrons começam a formar hélio e outros elementos leves. As abundâncias de elementos que resultam dessa fase de nucleossíntese estão em grande concordância com os dados observacionais de que dispomos atualmente!

  • 1011 segundos (3.000 anos) – O universo começa a possuir uma parte mais significativa de seu conteúdo na forma de matéria do que na forma de radiação (fótons). Isso altera significativamente a dinâmica de sua expansão.

  • 1012 a 1013 segundos (300.000 anos) – Grande parte dos elétrons e prótons livres combinam-se para formar o precioso hidrogênio, que servirá de matéria-prima para as primeiras estrelas! Os fótons deixam de interagir apreciavelmente com a matéria e se passam a se propagar livremente, tornando-se o que hoje chamamos de radiação cósmica de fundo (cuja descoberta rendeu o prêmio Nobel de 2006). Próximo a essa época também temos hélio neutro.

  • 1016 a 1017 segundos (1 bilhão de anos) – As pequenas inomogeneidades primordiais do universo (pequenos excessos de densidade de matéria), acabam crescendo por interação gravitacional e tornam-se, nessa época, as grandes galáxias e estruturas gigantescas que conhecemos. Ainda assim, essa formação é muito complexa e muitas vezes solúvel apenas computacionalmente. A gravitação Newtoniana, entretanto, é suficiente para descrever esses fenômenos, na maioria dos casos.

Essa é, mais ou menos, a linha do tempo mais aceita e estabelecida. Algumas considerações extras são importantes. Primeiro, temos o problema de não conhecer uma boa parte do conteúdo do universo, que chamamos de matéria e energia escura. Essas componentes também devem ter evoluído junto com a matéria e energia visíveis, e acrescentam incertezas nos períodos de tempo assinalados e em alguns processos fundamentais. Além disso, ainda se pesquisa ativamente o que ocorreu em algumas das épocas acima citadas. A inflação, por exemplo, possui algumas teorias rivais e mesmo alguns defeitos.

Tomo a liberdade de fazer uma última e breve reflexão. Não é do escopo da cosmologia procurar ou refutar deus, então o que escrevo abaixo é apenas uma visão pessoal. A parte mais importante do post, no entanto, já está escrita, acima.

Onde há a necessidade de um ser onipotente na história desenvolvida acima? Dadas as condições iniciais, a natureza se encarrega, sozinha e com maestria, de girar as manivelas e acionar os mecanismos que tornam o universo a paisagem que observamos hoje. Nos limites conhecidos, podemos descrever muito bem (e até replicar!) a fantástica sequência de interações que levam a matéria desde suas fases mais primordiais até a composição dos núcleos de elementos essenciais à vida, e além.

É evidente que há lacunas em nosso conhecimento sobre o universo, não escondi isso durante o texto. Essas lacunas, no entanto, tem diminuído ao longo dos anos. Pouco a pouco adquirimos conhecimento sobre detalhes no funcionamento da natureza que, décadas atrás, seriam inimagináveis.

Assim sendo, vejo apenas duas possibilidades. A primeira é esconder deus nas lacunas e incertezas, sob a ameaça constante de ser necessário remanejá-lo para outras quando as atuais forem exploradas e extintas. A segunda é um deus ausente, o deus dos deístas, que arranja as condições iniciais, introduz uma singularidade, estabelece as regras do jogo e então desaparece de cena, deixando seu recém-criado mecanismo funcionar livremente.

A cada um cabe o prazer e a fascinação que consegue extrair de cada uma dessas possibilidades. Outras certamente devem existir, pois que sejamos plurais em crenças e visões pessoais. O que me atrai mais, no entanto, é a natureza testável, passível da admiração livre de preconceitos.

Autor: Lucas Secco

FONTE:

http://www.bulevoador.com.br/2013/08/biografia-do-universo/

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Responses

  1. “Onde há a necessidade de um ser onipotente na história desenvolvida acima?”

    Isso é como dizer que entendemos o funcionamento da gravidade, mas ainda não encontramos os “gravitões” – logo, qual a necessidade de estes existirem?. Pese embora o facto de jamais (na minha opinião) ser possível responder à questão da existência de um criador ou não.

    Se vamos falar de lógica, então, a crença de um “Criador” traz mais lógica do que qualquer outro estado, porque este além de responder a várias perguntas, também traz algo essencial à compreensão do Universo – O Propósito.

    O problema é o mesmo de sempre. A comunidade científica é demasiado materialista (minha opinião), não por escolha, mas por experiência. Trabalham demasiado com facto! com prova! (não digo que não tenham que ser céticos).

    Jamais a ciência conseguirá destronar a crença num Criador. Jamais. Assim como a religião (diferente de criador), jamais conseguirá destronar a ciência.

    Isto porque, são Universos diferentes, e como tal, seria necessário estar de fora do Universo para se compreender.

    No entanto, bom texto. Obrigado ao seu autor.

    Cps

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  2. Para se entender o universo temos que desprezar a teoria do big bang; Esta teoria explica mas não justifica. Veja o blog: “Olhando o universo” e tenha outra noção de como tudo começou.

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  3. Não entendemos o universo, devido a teoria do big bang. Se abandonarmos esta teoria e seguirmos outra, sem o big bang, entenderemos melhor o que aconteceu. Veja o blog: “Olhando o Universo”.

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