Chegados ao Século XXI, ainda sabemos muito pouco sobre a natureza da matéria.

OU COMO A REALIDADE FÍSICA PERMANECE METAFÍSICA.


‘Enquanto a mãe Ignorância viver, não é seguro que a sua filha Ciência especule sobre as causas ocultas da realidade.‘

Johannes Kepler


Munique, 2016, Ludwig-Maximilians-Universität: um notável conjunto de físicos debate, com um outro notável corpo de filósofos convidados, sobre um assunto espantoso: dados os evidentes limites colocados à progressão do conhecimento humano, continuará a teoria científica a necessitar de demonstração empírica? (1) A esta pergunta de natureza eminentemente religiosa, alguns filósofos responderam pressurosa e surpreendentemente que não. Que o bom e velho Método é completamente inútil à ciência contemporânea.

De facto, torna-se cada vez mais complicado justificar através do cânone científico teorias como a das Cordas, que implica a existência de 10 a 24 dimensões - e a da sua correspondente directa - A Teoria do Multiverso - que propõe a existência de uma plataforma primordial, não consumidora de energia, geradora de universos aleatórios sem dificuldade nenhuma e em quantidade infindável. Sábios mediáticos como Jim Holt (2), Lawrence Krauss (3) ou Neil deGrasse Tyson (4) defendem, com a maior cara de pau que lhes é possível fazer, que este nosso universo é apenas mais um entre um conjunto infinito de universos com propriedades diferentes e leis distintas. Num sistema assim, qualquer cenário que queiras imaginar, criativo leitor, não é só possível: é provável. As coisas existem porque podem existir e é tudo. A realidade é um fenómeno aleatório, probabilístico, banal e indecifrável, e ao Spaiens resta a resignação. Ora, isto é de tal forma disparatado, é de tal forma indemonstrável com as ferramentas técnicas e sensoriais que temos ao nosso dispor, que não contribui em nada para o entendimento do cosmos (5). E muito menos para o consolo do Homem.

Teorias como a de Holt e a de Krauss e desesperos de causa como o da conferência de Munique, proliferam hoje em dia e por claras razões: uma teoria unificadora das realidades celestes e quânticas mostra-se cada vez mais difícil de conseguir, seja por causa de todos os conceitos incompatíveis que tem necessariamente de compatibilizar, seja porque essa chave para o mistério não está simplesmente ao alcance ontológico do Sapiens Um Ponto Zero (6).

Seria talvez preferível começar pelo princípio. Seria talvez preferível determinar algo de definitivo acerca da natureza da matéria, dado o embaraçoso facto de desconhecermos tudo (menos o peso) sobre a Matéria Negra e a Energia Negra, elementos que constituem apenas 95% do tecido cósmico. E dos 5% de matéria que sobra, e que conhecemos mais ou menos bem, acontece que um terço não tem paradeiro (7). Não sabemos onde se pode encontrar, num dado momento. Isto ao ao nível macro-cósmico, claro porque ao nível sub-atómico a cegueira é maior. A grande característica da Física contemporânea é por- tanto a ignorância sobre a natureza, a mecânica e a localização da matéria, domínios que perfazem precisamente o seu principal objecto de estudo.

Para além de não percebermos grande coisa sobre a matéria no seu estado presente, parece que afinal somos ignorantes também sobre a sua origem. A clássica e nem por isso imaginativa Teoria do Big Bang tem problemas conceptuais e metodológicos graves (8), o primeiro dos quais diz respeito à própria detecção da radiação de micro-ondas, que é só a mais importante demonstração da sua validade (9).

No Século XX, os astrofísicos adoravam esta tirada: ‘Um físico precisa de um filósofo como um pássaro precisa de um ornitólogo’. No Século XXI já não são assim tão arrogantes. A não ser quando nos tentam convencer de um cosmos insignificante, sem glória, nem virtude, nem Deus.

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(1) A Fight for the Soul of Science . Natalie Wolchover . Quanta Magazine . 2015
(2) Why Does the World Exist? An Existential Detective Story . Jim Holt . W. W. Norton & Company . 2012
(3)A Universe from Nothing . Lawrence Krauss . Free Press . 2012
(4) Cosmos - A Spacetime Odyssey . Neil deGrysse Tyson . Fox . 2014
(5) In a Multiverse, What Are the Odds? . Natalie Wolchover . Peter Bryne . Quanta Magazine . 2014
(6) The End of Science: Facing the Limits of Knowledge in the Twilight of the Scientific Age . John Horgan
Broadway Books . 1997
(7) Where is the universe hiding its missing mass? . Chandra X-ray Center . Phys.Org . 2019
(8) Did the big bang really happen? . Marcus Chown . New Scientist . 2005
(9) The Herouni Antenna - The Death of the Big Bang . Pierre-Marie Robitaille . Youtube Sky Scholar . 2019

Os últimos dias da Física. Ou talvez não.

As linhas que se seguem vão parecer-te, gentil leitor, um produto pessimista e cínico, escrito por um gajo bastante cínico e pessimista. Estás perdoado. Mas a verdade é que aqui se relata apenas o que um tipo que é leigo em ciências, embora um leigo curioso e atento, vai recolhendo em leituras e pesquisas várias sobre o estado em que o conhecimento do cosmos se encontra. E esse estado é miserável. Mas atenção a um facto surpreendente: vais acabar por encontrar mais pessimismo, vais acabar por encontrar mais cinismo em certos cientistas e em certos filósofos de que falo, do que neste teu humilde escriba.

É claro que, acreditando na análise de Jim Holt, o infame filósofo americano autor de "Why Does the World Exist?", este texto não vale a fonte de letra em que está escrito porque não há nenhuma razão especial, nenhum significado transcendente, nenhum paradigma científico que possa explicar a existência das coisas. As coisas existem e é tudo. O universo nem sequer é uma realidade elegante: é constituído sobretudo por vácuo e sempre que a rara matéria se manifesta, manifesta-se em desordem, em caos, em enigma, em charada, em fealdade, em sofrimento. Cientistas, filósofos e outros perguntadores podem arrumar as botas: a realidade é um fenómeno aleatório, banal, indecifrável e desinteressante, e tudo o que o ser humano pode fazer é resignar-se.

Eu percebo perfeitamente esta espécie de rendição de Jim Holt, mas não concordo com ela. Até porque, muito sinceramente, mesmo que a realidade seja indecifrável para um ser humano, num determinado contexto epistemológico, não quer dizer que a cifra seja inexistente ou epistemologicamente impossível. E mesmo que o cosmos seja um produto desinteressante para Jim Holt, não quer dizer que seja desinteressante para mim.

Uma outra  concepção cosmogónica muito popular, acoplada à força à Teoria das Cordas, de que já falei aqui no blog, é a do Multiverso. Físicos como Lawrence Krauss propõem a existência de uma plataforma primordial, niilista, não consumidora de energia, que concebe universos aleatórios sem dificuldade nenhuma e em quantidade infindável. O nosso universo é apenas mais um de um conjunto infinito de universos com propriedades diferentes e leis distintas. Num sistema assim, qualquer universo que queiras imaginar, paciente leitor, não é só possível: é provável. Isto é de tal forma disparatado, é de tal forma impossível de ser comprovado com as ferramentas que temos ao nosso dispor, que não contribui em nada para o entendimento do cosmos. Nem para o entendimento do Homem.

Teorias como a de Holt e a de Krauss proliferam hoje em dia por boas razões: uma teoria unificadora das realidades celestes e quânticas mostra-se cada vez mais complicada de conseguir, muito por causa de todos os conceitos incompatíveis que tem necessariamente de compatibilizar.

O exemplo mais eloquente desta espécie de falência técnica é a Teoria das Cordas, aquela que está mais perto de se poder considerar uma Teoria de Tudo no panorama da física contemporânea.

A teoria sustenta que os gravitões assim como os electrões, os fotões e a maior parte das partículas sub-atómicas, não são partículas pontuais, mas filamentos de energia imperceptivelmente minúsculos, ou "cordas", que vibram de maneiras diferentes e que é em função dessa vibração que acontecem as trocas de energia no universo, tanto ao nível quântico como newtoniano. O interesse pela teoria das cordas aumentou em meados da década de 1980, quando os físicos perceberam que ela dava descrições matematicamente consistentes da gravidade quântica. Mas as cinco versões conhecidas da teoria das cordas eram todas perturbadas por inconsistências de cálculo. Os teóricos poderiam calcular o que acontece quando duas cordas gravitacionais colidem a altas velocidades, mas não quando há uma confluência de gravitões suficientemente extremos para formar um buraco negro. Em 1995, o físico Edward Witten encontrou várias indicações de que estas teorias se encaixavam numa teoria coerente não perturbada, que ele apelidou de Teoria M. A teoria M é na verdade uma batota: parece-se com cada uma das teorias das cordas em diferentes contextos físicos, mas não tem limites sobre o seu regime de validade, um requisito importante - e lógico - para uma teoria unificadora minimamente credível. Na verdade, a Teoria M deixou mais perguntas que respostas, até porque o que realmente acontece é que não temos maneira de a validar, no sentido científico do termo, já que as escalas que estabelece, tanto no espectro sub-atómico como no espectro cósmico são inalcançáveis através dos recursos tecnológicos da observação humana. A Teoria M não poderia ser provada nem que tivéssemos ao nosso dispor colidores de partículas cem mil vezes mais potentes do que o LHC, que é o maior e mais poderoso actualmente em operação.

A própria existência de buracos negros, fundamental para a física Einsteiniana e - por consequência - para validar o pensamento de Stephen Hawking bem como de 90% dos físicos em actividade, é constantemente colocada em causa e basta ler este artigo aqui ou este aqui para perceber que poucas certezas temos sobre este assunto. Sempre que leres num jornal, caro leitor, que um buraco negro foi observado, é porque a notícia foi escrita por alguém que não sabe o que é um buraco negro:

Frequently one sees science press headlines describing observations of black holes: the discovery of a black hole at the galactic center or the discovery of a pair of orbiting super massive black holes in merging galaxies or the aLIGO detection of gravitational waves created in the spin-down merger of a pair of binary black holes. These days, there are so many astrophysical observations on Earth and in space that are attributed to black holes that questioning their existence seems rather absurd.
However, it is important to point out that a black hole's event horizon, the region where time comes to a complete halt, has never been observed. Further, Hawking radiation, the predicted emission of thermal photons arising from quantum effects at the event horizon, has never been detected. The fact is that the term "black hole" is commonly used to indicate any collapsed stellar object that is more massive than a neutron star. Most of the "black hole" observations that we hear about come from emissions from the accretion discs of such massive compact objects, which may or may not actually be black holes.

John G. Crammer . Do Black Holes Really Exist?


O problema epistemológico que se levanta, em consequência destas dificuldades em conseguir uma teoria unificadora, relaciona-se directamente com os limites da evidência científica.


Chegados a este ponto de incerteza, os cientistas, principalmente os físicos, entraram em puro desespero de causa. No século XX, os astrofísicos adoravam esta tirada:"Um físico precisa de um filósofo como um pássaro precisa de um ornitólogo". No Século XXI já não parecem assim tão arrogantes: ainda recentemente, num célebre encontro em Munique, convidaram filósofos mais ou menos complacentes com a causa da sua ingorância para responderem a esta questão: o facto de uma teoria científica não poder ser provada pela ciência retira-lhe validade? A esta pergunta de natureza eminentemente religiosa, alguns filósofos responderam pressurosamente que sim, que é possível sim senhor. E nem é preciso de dizer mais nada sobre este triste evento de Munique.

Eu acho sinceramente que esta abordagem apocalíptica e desesperançada não faz sentido nenhum. Em primeiro lugar porque se é óbvio que as ciências relativas ao estudo do cosmos estão mergulhadas numa crise existencial sem precedentes, existem outras disciplinas que estão muito bem de saúde: há avanços grandes nos ramos da biologia que integram a realidade sub-atómica, as neuro ciências estão pujantes e registam-se passos de gigante nas áreas da computação quântica, só para dar três exemplos. 

Arrisco até afirmar que o beco sem saída aparente em que se enfiou a astro-física é sobretudo o resultado de um posicionamento ideológico e militantemente ateísta dos físicos mais mediáticos e influentes. Se homens como Hawking, Degrasse Tyson e Krauss se dedicassem mais à ciência e menos à política e à religião, talvez as coisas tivessem entretanto corrido melhor. Os dogmas nunca ajudam e há pouca gente mais dogmática do que os contemporâneos catedráticos da física cósmica.

Por outro lado, parece-me também que não se está a dar o devido valor às possibilidades da matemática. A história da ciência ensina-nos que o cálculo matemático precede a observação do fenómeno sobre o qual incide. Einstein acertou nas contas antes que Hubble percebesse que as contas estavam certas, por exemplo. E a capacidade que a matemática tem para criar novas linguagens e novos utensílios de conhecimento; a manifesta aptidão que demonstra para transcender o âmbito daquilo que é conhecido e desbravar novos territórios sem necessitar de actos de fé, ou justificações filosóficas, tem que ser capitalizada. 




Um bom exemplo é o de Cohl Fuhrey, a professora de Cambridge que está a abrir novos caminhos  através da exploração dos octoniões, números que expressam realidades de oito dimensões. Estes números têm propriedades distintas da álgebra convencional, e por isso permitem uma navegação diferente pelos mistérios do cosmos. O trabalho de Fuhrey pode contribuir decisivamente para o estabelecimento de elos de compatibilidade entre conceitos que até aqui têm permanecido incompatíveis ou incomensuráveis, aproximando as axiomas quânticos dos paradigmas newtonianos e estabelecendo vias verdes para uma teoria unificadora que seja simultaneamente sensata e demonstrável.



Por outro lado, parece que nos estamos a esquecer que os limites da observação da realidade natural podem ser - e são de facto - ultrapassados com frequência. No mapa The Ends of Evidence que coloquei em cima, afirma-se graficamente que nada pode ser observado antes da célebre imagem do Ruído Cósmico de Fundo. Porém, ainda esta semana um grupo de investigadores da Universidade de Cornell, liderado por Daniel An, publicou um paper que demonstra ser possível detectar radiação cósmica de universos cronologicamente anteriores ao nosso. Esta observação conduz-nos bem para lá do campo de observação possível assinalado no mapa.

A história da ciência humana é uma longa rábula de erros e equívocos. De trabalhos forçados e esforçados. De pequenas e grandes misérias, de falhanços e de recuos. Mas é também um percurso glorioso no sentido do desconhecido que atribui uma certa nobreza, um certo encanto, ao animal sapiens. Não podemos simplesmente desisitir. Não podemos simplesmente substituir a física pela filosofia da física. Não podemos reduzir esta odisseia no sentido do absoluto a um caminho de cabras, marcado apenas por valores relativos.

A ciência humana é muito responsável, no Ocidente, pelo assassinato do Deus judaico-cristão em nome da verdade dos factos. Não pode agora abdicar dessa missão. Até porque sem a ciência nada resta ao homem. E é tarde demais para rescuscitar Jeová.

O regresso do Princípio Antrópico.

 "We live in a very special time. The only time when we can observe and verify that we live in a very special time!"
Lawrence Krauss | Life, the Universe and Nothing.
























O gráfico em cima ilustra a mais louca conclusão científica das últimas décadas: o Homo Sapiens vive no momento certo da história do universo para se dedicar à cosmologia. Uns biliões de anos atrás e a densidade excessiva da matéria atómica dar-nos-ia uma visão deturpada da realidade. Uns biliões à frente, a energia negra tomará conta do universo, afastando as galáxias umas das outras de tal forma que, daqui a uns triliões de anos, um astrónomo não encontrará mais no universo que uma galáxia apenas: a Via Láctea. Todas as outras galáxias, que a Constante Cosmológica (força cósmica que contraria a gravidade ou energia negra) "empurra", em certos casos a uma velocidade superior à da luz, para longe, ficarão simplesmente para lá do horizonte observável. Para todos os efeitos do observador, desaparecem.

Não deixa de ser curioso que a civilização humana tenha surgido na convergência destas duas densidades, na altura em que elas se cruzam e equilibram para dar aos astrónomos a melhor visão possível do cosmos. Um outro universo, com uma Constante Cosmológica de densidade maior, nunca permitiria à gravidade (uma força relativamente fraca) a congregação das estrelas e dos sistemas solares e, logo, a existência de astrónomos. Uma constante cosmológica de densidade menor, em que as forças gravíticas tivessem mais protagonismo, levaria a um universo condenado a uma implosão precoce, reduzindo muito e de novo a probabilidade de desenvol-vimento de uma raça de mamíferos curiosos, que usam lentes para observar o céu nocturno.

Esta hipótese pode parecer disparatada, mas vale a pena pensarmos nisto com alguma profundidade. Se a soma de toda a matéria negativa e positiva do universo dá resultado zero, como parece ser hoje geralmente aceite, o Big Bang não precisou de energia para acontecer. Simplesmente nasceu do nada. Sendo a sua génese assim tão económica como espontânea, é apenas justo pensar que aconteceram entretanto mais big bangs que deram origem a outros universos, que se regem por leis necessariamente diferentes; e serão tantos os universos como as leis regentes que pudermos conceber, ou mais. É claro que esta hipótese - a de haverem tantos universos que qualquer sistema cosmológico é não só possível como provável, condena a ciência, como a conhecemos, à pena máxima. Neste contexto, para sermos sábios basta sermos imaginativos. Ou sabermos qualquer coisa de matemática. Não precisamos de físicos nem dos astrónomos para nada.
De qualquer forma, se existem muitos e muito diferentes universos e a Constante Cosmológica pode variar e variará em cada um deles, só naqueles em que a densidade dessa Constante está perto dos valores que observamos no nosso universo é que se poderão eventualmente formar galáxias, estrelas, planetas e... astrónomos. Podemos assim conjecturar com alguma confiança que um universo sem astrónomos será muito diverso do nosso. Logo, este nosso universo é como é precisamente porque nele existem astrónomos.

E eis que regressa o homem, esse símio de infinita pretensão, ao centro do seu cosmos.


Mas não acreditem em mim, que sou leigo. O Professor Lawrence Krauss explica tudo isto muito bem e, claro, muito melhor que eu, aqui:

Deus está fora da equação.

"Chimpanzees and humans are closer cousins of each other than chimpanzees are to gorillas."
Richard Dawkins | Something from Nothing

As recentes declarações de Stephen Hawking sobre a inexistência de Deus como uma afirmação da ciência sobre a fé são absolutamente rídiculas, porque estão carregadas - elas próprias - de um carácter profundamente religioso. Na medida em que a Física parece cada vez menos capaz de apresentar um modelo coerente que substitua os aparelhos mitológicos milenarmente instalados, é preciso ser bastante crédulo para ir na conversa do célebre professor de Cambridge.
Esta diatribe é, no entanto e apenas, a crista da onda de um movimento de fundo, constituído por físicos high-profile como Lawrence Krauss, Neil deGrasse Tyson e Alan Guth, entre muitos outros. É curioso verificar que os mesmos cientistas que defendem um universo acidental, um "almoço grátis" de resultado zero e génese extemporânea, no contexto transcendente de um multiverso esquizofrénico e desordenado, em que tudo é possível e em que nada é certo, não deixam porém de se mostrar cada vez mais radicais e arrogantes nas suas convicções sobre a metafísica.
Apesar de anunciarem com alarde a sua estupefacção perante a impenetrabilidade da natureza e a sua caótica manifestação, apesar de chegarem à conclusão triste que as suas conclusões tristes os podem lançar a todos no desemprego, apesar da grande incerteza, apesar da permanência do Mistério, estão cada vez mais convictos de que Deus não existe. E a ironia aqui é que estes físicos, já todos veteranos, só têm na verdade esta certeza. Se lhes perguntares, gentil leitor, pela composição material de 96% do universo, eles não te vão oferecer mais que hipóteses vagas e, muito provavelmente, míopes. Se quiseres saber se o universo terá um fim, eles não serão capazes de uma resposta. Se estiveres confuso com as implicações filosóficas da Teoria das Cordas, eles não vão resolver o teu problema. Se lhes falares dos paradoxos inerentes à concepção do espaço-tempo einsteiniano, eles vão calar o incómodo. Se os interrogares sobre a existência ou inexistência de buracos negros, eles vão discordar. Se estiveres intrigado com o comportamento "poltergeist" dos bosões no Condensado de Bose-Einstein, eles vão-te ensinar apenas a resignação. Enfim, se esperares que te iluminem sobre a razão de seres vivo, sobre a razão do cosmos ser como é ou da partícula ser uma partícula e uma onda ao mesmo tempo, caro leitor, podes esperar sentado. Mas se, num momento irreflectido, cometeres o erro trágico de os inquirires sobre a natureza da fé, bom Jesus, prepara-te: têm verdades absolutas para dar e vender.
Estes senhores, cujos ensinamentos persigo e que respeito muitíssimo,  deviam porém saber que não cabe ao cientista a morte de Deus. Esse assassinato só é permitido a três tipos de infelizes: aos artistas, aos filósofos e, idealmente, aos teólogos (embora dentro deste grupo só possamos contar com a facção suicidária).
Aos cientistas compete, ao invés, explicar humildemente aos pobres de espírito que o cosmos é extremamente ávaro com as verdades absolutas. Que devemos moderar as nossas convicções sobre isto ou aquilo e que, na maior parte dos casos, é aconselhável guardar para nós os nossos preconceitos. Até porque, se todos os universos são afinal possíveis, haverá pelo menos um com Deus lá dentro, certo?
A citação com que abro o texto é de um biólogo notável que também faz parte desta ilustre congregação de ateus, embora sirva perfeitamente o meu argumento: a biologia do chimpanzé é mais parecida com a nossa do que com a de um gorila. O Homo Sapiens tem 60.000 anos. É um primata novo e insignificante. Pensar que este bicho rudimentar que aqui está há tão pouco tempo pode entender um universo com 13,7 mil milhões de anos e 170 mil milhões de galáxias é de uma pretensão assustadora. E é esse susto que deve educar sempre a opinião de um cientista.