MONTE DE LEITURAS: blog do Alfredo Monte

24/02/2015

Destaque do Blog: UMA BREVE HISTÓRIA DO TEMPO, de Stephen Hawking

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«Pode-se dizer que o tempo teve início no Big Bang, no sentido de que tempos anteriores simplesmente não teriam definição…» (Stephen Hawking, Uma Breve História do Tempo)

«… toda a ciência desta Terra não me dirá nada que me assegure que este mundo me pertence. Vocês o descrevem e me ensinam a classificá-lo. Vocês enumeram suas leis e, na minha sede de saber, aceito que elas são verdadeiras. Vocês desmontam seu mecanismo e minha esperança aumenta. Por fim, vocês me ensinam que esse universo prodigioso e multicor se reduz ao átomo e que o próprio átomo se reduz ao elétron. Tudo isto é bom e espero que vocês continuem. Mas me falam de um sistema planetário invisível no qual os elétrons gravitam ao redor de um núcleo. Explicam-me este mundo com uma imagem. Então percebo que vocês chegaram à poesia: nunca poderei conhecer. Tenho tempo de me indignar?  Vocês já mudaram de teoria…» (Albert Camus, O Mito de Sísifo)

(uma versão da resenha abaixo foi publicada originalmente em A TRIBUNA de Santos, em 24 de fevereiro de 2015)

« O objetivo final da ciência é fornecer uma teoria única que descreva todo o universo (…) Sempre ansiamos por compreender a ordem subjacente do mundo… nossa meta não é nada menos do que uma descrição completa do universo onde vivemos. »

Eddie Redmayne levou todos os prêmios mais badalados (Golden Globe, SAG, Oscar) ao interpretar Stephen Hawking.  E o sucesso de A Teoria de Tudo[1] rendeu nova edição brasileira (atualizada e corrigida) do mais popular livro de divulgação científica do cosmólogo inglês, Uma Breve História do Tempo (1988)[2], bem no ano em que a Teoria da Relatividade Geral comemora seu centenário.

Como relata Hawking, a partir de Einstein, fomos obrigados a mudar nossa concepção de espaço e de tempo: eles não são apenas um pano de fundo imutável para os eventos do universo, mas são “quantidades” dinâmicas; mais ainda, co-dependentes, de forma que é mais exato o conceito de espaço-tempo.

A grande revolução na física teórica foi a proposição de que o universo não é eterno: teve um início (o agora tão popular big bang) e muito provavelmente terá um fim (big crunch). O próprio Einstein não aceitava essas conclusões (propostas há apenas 50 anos, à época em que Hawking fazia seu doutorado em Cambridge e lutava com as manifestações iniciais da sua doença neurológica degenerativa) a partir de sua teoria; convencido de que o universo era estático, chegou a inserir em suas equações uma “constante cosmológica”[3].

De todo modo, não obstante sua importância fundamental, a Teoria da Relatividade só permite uma descrição (e, portanto, compreensão) parcial do universo, com sua mirada no extraordinariamente vasto. A descoberta de partículas e subpartículas e o impulso dado à mecânica quântica, com a adoção do Princípio da Incerteza de Heisenberg[4], fizeram com que o extraordinariamente minúsculo ganhasse o centro do palco.

A “Teoria de Tudo” é o esforço de uma vida, após anos dedicados ao estudo das “singularidades” (eventos cósmicos que desafiam noções da física clássica, um campo gravitacional onde “tudo está dentro de nada”), entre elas os buracos negros, na tentativa de encontrar as equações que permitam conciliar essas teorias parciais, a da relatividade e a da mecânica quântica, na direção para o qual a passagem tirada de Uma Breve História do Tempo que abre esta minha resenha indica. Uma teoria da gravitação quântica.

Uma busca linda, envolventemente sintetizada por Hawking[5] — só a parte em que ele enumera as numerosas partículas é um pouco árida, e sinceramente acho chocante no nível da física em que ele atua (mesmo que sejamos leigos), ilustrações tão chinfrins[6], dignas dos livros didáticos mais elementares. Ninguém conseguirá ver a grandeza das proposições nesses esqueminhas e gráficos hilários.

No final, porém, fica um travo de fracasso; de que, feitas as contas, só há teorias e de que elas estão muito longe, apesar das equações complicadíssimas, de explicarem de fato o universo, apesar da profusão de modelos cósmicos, nenhum inteiramente válido, não mais do que a Cabala ou outras concepções cosmológicas ancestrais. O grande cientista pode nos brandir frases como «não se pode discutir com um teorema matemático», contudo ele mesmo chega a temer por suas concepções («Já estudei muito os buracos negros e todo o meu trabalho iria por água abaixo se descobríssemos que eles não existem»).

Portanto, não deixa de ser temerária (mas sem a arrogância de um Richard Dawkins, decerto) a afirmação de que «…podemos estar próximos de encerrar a busca pelas leis definitivas da natureza». Entretanto, numa espécie cuja existência e sobrevivência se devem à desordem entrópica (como Hawking afirma, a certa altura), todos os voos da imaginação são possíveis, como indica a epígrafe de Camus. Ainda bem.

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TRECHO SELECIONADO

«… por que a desordem aumenta na mesma direção do tempo em que o universo se expande? Se acreditarmos que o universo se expandirá e depois voltará a se contrair, como a proposição sem-contorno parece sugerir, a questão passará a ser entender por que devemos estar na fase de expansão e não na de contração…

     As condições na fase de contração não seriam adequadas para a existência de seres inteligentes capazes de fazer a pergunta ´Por que a desordem aumenta na mesma direção do tempo em que o universo se expande?’. A inflação nos primeiros estágios do universo, que é prevista pela proposição sem-contorno, significa que o universo deve estar se expandindo a uma taxa muito próxima da taxa crítica na qual escaparia de entrar outra vez em colapso por uma margem mínima e, desse modo, não demorará muito a entrar em colapso. A essa altura, todas as estrelas já terão se extinguido e os prótons e nêutrons nelas provavelmente terão decaído em partículas de luz e radiação. O universo se encontraria em um estado de quase completa desordem… A desordem não poderia aumentar muito, pois o universo já estaria em um estado de quase completa desordem. Entretanto, precisa haver uma seta termodinâmica forte para que exista vida inteligente. A fim de sobreviver, os seres humanos têm de consumir alimento, uma forma ordenada de energia, e convertê-la em calor, uma forma desordenada de energia. Assim, a vida inteligente não poderia existir na fase de contração do universo. Isso explica por que observamos as setas do tempo termodinâmica e cosmológica apontando na mesma direção. Não é que a expansão do universo cause o aumento da desordem, mas sim que a condição de sem-contorno leva a desordem a aumentar e faz com que as condições sejam adequadas para a vida apenas na fase de expansão… »

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NOTAS

[1] Como se sabe, o filme de James Marsh (2014) é baseado no livro de Jane Hawking.  No entanto, há um roteiro muito superior (de Peter Moffat), que rendeu um telefilme da BBC, Hawking (2004), dirigido por Philip Martin, e com interpretação, essa sim brilhante (e não apenas correta), de Benedict Cumberbatch, luminoso como Hawking.

Quem quiser conferir:

https://www.youtube.com/watch?v=U_ytm34YVCU

[2] A Brief History of Time, que comento na tradução de Cássio de Arantes Leite (Intrínseca).

Não custa lembrar que a edição original do livro e a sua primeira tradução (lançada pela Rocco, e depois muito criticada devido a erros e imprecisões conceituais) foram, junto com o trabalho de Carl Sagan, um momento pioneiro na divulgação de uma área hoje razoavelmente conhecida e que conta com os seus best sellers (Brian Greene, Marcelo Gleiser). Assim se explica uma parte do charme e do sucesso do seriado The Big Bang Theory (em conexão com um certo triunfo da cultura geek, ou nerd).

[3] “Na teoria da relatividade, não existe tempo absoluto único; em vez disso, cada indivíduo tem sua própria medida de tempo, que depende de onde ele se encontra e de como está se movendo.

    Antes de 1915, o espaço e o tempo eram vistos como um palco fixo onde os eventos ocorriam, mas que não era afetado pelo que acontecia nele… Era natural  pensar que o espaço e o tempo prosseguissem eternamente.

    A situação, no entanto, é bastante diferente na teoria da relatividade geral. Espaço e tempo passaram a ser quantidades dinâmicas… Espaço e tempo não apenas afetam como também são afetados pelo que acontece no universo (…) Roger Penrose e eu demonstramos que a teoria da relatividade geral de Einstein sugeria que o universo deve ter um início e, possivelmente, um fim.”

[4] Segundo o qual, nunca podemos ter certeza exata ao mesmo tempo sobre a posição e a velocidade de uma partícula; quanto maior a precisão com que sabemos um valor, menos preciso será o outro.

[5] Infelizmente, devido às limitações características de uma resenha não poderei abordar alguns aspectos especialmente fascinantes do livro de Hawking, por exemplo o fato de que as suas teorias implicam uma noção do universo “sem bordas nem contornos” e todas as suas consequências:

“…ao combinarmos a relatividade geral com o princípio da incerteza da mecânica quântica, é possível que tanto o espaço quanto o tempo sejam finitos sem bordas nem contornos…”

[6] De autoria de Ron Miller.

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