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Pergunte a Ethan nº 95: a ciência poderia ser seriamente equivocada?

As revoluções são visíveis apenas retroativamente.
- Alan Greenspan

Muitas vezes, procuramos novas grandes descobertas, mas não somos bons em prever. No século 19, discutimos sobre qual é a fonte da energia do Sol, sem suspeitar que a fusão nuclear esteja ocorrendo nele. No dia 20, discutimos sobre o destino do Universo, sem pensar que ele se expandiria com aceleração em direção ao esquecimento.

Você posta perguntas e sugestões na minha coluna e nesta semana a pergunta selecionada foi feita por Chris Shaw, que deseja saber:
Poderia acontecer que nosso conhecimento do Universo estivesse errado, que encontrássemos outra explicação para o CMB ou algo poderia acontecer devido ao fato de nossas idéias sobre o desvio para o vermelho ou o efeito Doppler mudarem, e acontece que estamos em uma situação estática O universo?

Essa é uma das principais questões existenciais: quão confiantes estamos na torre da ciência que construímos?



A resposta, curiosamente, é bastante certa até que um resultado sério apareça em conflito com ela. Se os neutrinos se movendo mais rápido que a luz, mencionados há vários anos, fossem confirmados, teríamos que mudar todas as nossas idéias sobre a relatividade e os limites de velocidade. Se o EMDrive, ou outros mecanismos que violam as leis da física, se tornarem verdadeiros, precisaremos mudar nossas idéias sobre a mecânica clássica e a lei da conservação do momento.

E embora esses resultados não tenham sido suficientemente sérios [artigo de 2015, quando a NASA ainda não fez suas confirmações sobre o EMDrive - aprox. perev.] - um dia podemos muito bem encontrar outro. E isso é bom! E esperamos saber exatamente o que faremos com isso.

Deixe-me explicar o que define a ciência e como ela funciona.



A ciência é:
  1. Um conjunto de conhecimentos que inclui tudo o que aprendemos sobre o Universo a partir de observações, medições e experimentos.
  2. O processo de questionar constantemente nossas suposições, tentando encontrar lacunas em nosso entendimento, procurando erros lógicos e inconsistências e verificando as limitações de nosso conhecimento de novas maneiras.


Tudo o que vemos, ouvimos, tudo o que nossos instrumentos consertam pode se tornar, com o registro correto do que está acontecendo, dados científicos. Quando tentamos construir uma imagem do universo, usamos todos os dados científicos disponíveis para nós. Para nos engajarmos adequadamente na ciência, não selecionamos apenas os resultados em partes que correspondem às nossas preferências. Precisamos lidar com todos eles.

Portanto, para o processo científico correto, precisamos coletar dados, construir uma plataforma consistente a partir dessas peças e, em seguida, submetê-las constantemente a verificações. Isso significa aumentar a precisão, aumentar a energia, diminuir as temperaturas, diminuir as distâncias e aumentar o tamanho das amostras. Vá além da teoria. Invente novos métodos de observação e experimentação.



Em algum momento, inevitavelmente haverá algum tipo de discrepância. Há algo que não atende às expectativas. Você obterá um resultado que contradiz a antiga teoria existente. E quando isso acontecer - se você puder confirmar a contradição, se ela passar no teste e se mostrar algo real - você chegará a algo surpreendente: a revolução científica!

Não basta dizer: "Um homem velho não está certo!" Precisamos ir além e fazer tudo certo. Uma teoria científica revolucionária deve fazer três coisas:
  1. Jogue todos os sucessos do anterior.
  2. Explique novos resultados que contradizem os antigos.
  3. Faça previsões novas e verificáveis ​​que não foram verificadas anteriormente e que possam ser verificadas e justificadas ou rejeitadas.


Não é tão fácil! Portanto, o heliocentrismo teve que fazer previsões de movimentos planetários, para não esquecer os resultados contraditórios (movimento de cometas) e fazer novas previsões de órbitas elípticas. Portanto, a Teoria Geral da Relatividade teve que explicar toda a gravidade newtoniana, a precessão do periélio de Mercúrio e o movimento a uma velocidade próxima à luz, e fazer novas previsões sobre a deflexão da luz pela gravidade (e outras).

E assim o Big Bang deveria estar em conformidade com o GR, explicar a expansão do Universo para Hubble, a proporção de desvio para vermelho e distância e fazer novas previsões sobre:
• A existência e o espectro da radiação CMB,
• Excesso de nucleossíntese de elementos leves,
• Formação de estruturas em grande escala e as propriedades de agrupamento da gravidade.





E agora, para sua pergunta principal: tudo isso pode estar errado? Claro que pode! Isso exigiria uma única observação de qualquer fenômeno que contradiz as previsões da teoria do Big Bang (no contexto da GR).

Mas eis o que é importante: isso não significa que a teoria do Big Bang estará totalmente errada, assim como o fato de o GR não ter errado toda a gravidade newtoniana. A teoria ainda descreverá corretamente o Universo, que começou em um estado quente, denso e em expansão; ainda descreverá corretamente o universo observável com bilhões de anos de idade (mas não infinito); ele nos falará corretamente sobre as primeiras estrelas e galáxias, os primeiros átomos neutros e núcleos atômicos estáveis.



O que quer que substitua, quaisquer que sejam suas melhores teorias, deve incluir todos os seus sucessos. Um universo estático não pode fazer isso agora. O mesmo se aplica à teoria do universo elétrico, à cosmologia do plasma, à luz cansada, à discretização de quasares no desvio para o vermelho, aos defeitos topológicos e às cordas cósmicas.

Talvez um dia ocorram avanços teóricos para uma dessas alternativas, e ela se transformará em algo correspondente a todo o conjunto de observações, ou uma nova alternativa aparecerá. Mas não hoje - mas por enquanto, o Universo inflacionário do Big Bang, com radiação, matéria normal, matéria escura e energia escura, explica todo o conjunto de tudo o que observamos, mas outras teorias não são capazes disso.



Mas é importante saber que não chegamos a esse estado, concentrando-nos em um resultado duvidoso e não confiável. Tínhamos dezenas de evidências paralelas que levavam à mesma conclusão. Mesmo que não entendêssemos as supernovas, precisaríamos de energia escura. Se nos enganássemos na rotação de galáxias, precisaríamos de matéria escura. Se descartássemos a radiação relíquia, precisaríamos de um Big Bang. Os detalhes podem vir a ser diferentes, e espero viver o suficiente para ver novas teorias que substituam as atuais. Mas o que sabemos hoje não estará errado, é apenas incompleto e deve ser substituído por algo mais completo.

Source: https://habr.com/ru/post/pt397843/

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