🎗️ ⏲️ 🍋 Pergunte a Ethan No. 113: Os cientistas estão prontos para arriscar suas vidas pelo bem da teoria? 👨🏽 👤 👨🏾

Entre os deveres de um especialista que espera transmitir à humanidade sua paixão e seu conhecimento em um campo específico, é necessário dialogar com um público diverso. Às vezes, essa diversidade causa problemas para o próprio público. Entre as perguntas e sugestões, encontrei a seguinte consulta de Chris Shaw:

Se alguém lhe perguntar, e você precisar responder honestamente, dirá que a expansão do universo de um estado quente e denso não é apenas uma teoria, mas um fato real? Se você tivesse que arriscar sua vida, o que diria?

Existem muitas nuances importantes nesse assunto, então vamos começar com uma delas: o Big Bang.

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Diferentemente do que você já deve ter ouvido, a teoria do Big Bang não postula a presença obrigatória da singularidade com a qual o universo começou. Ela diz que o universo começou com um estado quente, denso e em expansão, e desde então esfriou. O papel na construção dessa teoria foi desempenhado por uma observação importante e um desenvolvimento teórico:

• Observou-se que as nebulosas em espiral, nas quais as galáxias individuais foram reconhecidas na década de 1920, se movem a grandes velocidades de nós e que quanto mais longe estão de nós, quanto mais rápido, em média, eles se afastam de nós.
• Aproximadamente ao mesmo tempo, foi descoberto que a teoria geral da relatividade de Einstein, verificada em 1919, observando a distorção da luz das estrelas pela gravidade durante um eclipse solar total, proíbe a existência de um universo estático e que o tecido do espaço deve se expandir ou contrair ao longo do tempo.

Comparando a observação com a predição da teoria melhor e mais bem-sucedida, os cientistas chegaram à conclusão inevitável: o tecido do Universo está se expandindo e a razão da fuga visível das galáxias é que a luz de fontes distantes é esticada devido à expansão do espaço. O Big Bang avançou a teoria para o próximo nível, anunciando que o Universo em expansão pode ser extrapolado no tempo para um estado quente, denso e em expansão.

Mas essa combinação por si só não torna obrigatório o Big Bang. Ele foi apenas uma das muitas hipóteses que surgiram, juntamente com a teoria da luz cansada, um modelo de estado estático e, em seguida, um modelo de cosmologia do plasma e do universo elétrico. Mas a teoria do Big Bang se destacou com previsões tão únicas:

• O Universo já foi tão quente e denso que núcleos atômicos não puderam se formar nele. Isso levou a uma abundância de elementos leves no Universo primitivo, incluindo deutério, hélio-3, hélio-4 e lítio, e esse estado não deveria ter mudado até que as primeiras estrelas aparecessem.
• O universo então teve que esfriar, passar por um estado no qual átomos neutros pudessem se formar, como resultado do qual deveria se tornar transparente a toda a radiação presente naquele momento. Portanto, essa luz deve ser ampliada, ou seja, resfriada pela expansão do Universo, e deve nos deixar o brilho residual do Big Bang, apenas alguns graus acima do zero absoluto, e com o espectro de um corpo negro.
• Além disso, ela previu o Universo, cujas estruturas - estrelas, galáxias, aglomerados - apareceram ao longo do tempo em formas cada vez mais complexas e, quanto mais longe no passado, menos evoluído deveria parecer.

A observação do brilho residual do Big Bang, na época de sua descoberta na década de 1960, conhecida como "bola de fogo primitiva", e hoje - como radiação de relíquia, provou o modelo do Big Bang e descartou o resto. Depois disso, observando suas imperfeições, medir o espectro de temperatura e outras propriedades descartou completamente outras alternativas. A teoria científica da origem do universo, o Big Bang, não vai a lugar algum.

Isso não significa que seja um fato - no sentido de que não é a resposta final que explica tudo. Este é um dos passos do caminho, explicando com sucesso e inequivocamente muitas das propriedades do Universo. Não há outra explicação que corresponda a todas as observações. Mas ainda há perguntas que o Big Bang não pode explicar:

• De onde vieram os embriões das estruturas - regiões mais densas onde estrelas, galáxias e aglomerados foram formados?
• Por que em todo lugar do Universo exatamente a mesma temperatura, densidade e todas as outras propriedades, em todas as direções?
• Por que a curvatura espacial do Universo é perfeitamente plana e não é positiva ou negativa?
• Por que a taxa de expansão se comporta no tempo dessa maneira, e não de outra forma?
• Por que não existem relíquias de energias super altas, como monopólos magnéticos?
• Por que as estruturas emergentes sugerem que há um componente da substância, a maioria da substância que não interage com a radiação?

Portanto, temos melhorias adicionais na versão original da teoria do Big Bang, incluindo a existência de inflação cósmica (que precedeu e levou ao Big Bang), matéria escura (cuja natureza ainda não foi determinada) e energia escura (cujas propriedades ainda estão sendo estudadas). Portanto, estamos aguardando novas descobertas cósmicas explicando a massa de neutrinos, a superioridade da matéria sobre a antimatéria no Universo e a natureza da matéria escura.

O ponto é que ainda precisamos aprender muito e, se algo substituir o Big Bang, não o cancelará completamente. A gravidade newtoniana não se tornou falsa após o advento da GR. Ela simplesmente determinou o alcance da ação: trabalha em baixas velocidades e com campos gravitacionais fracos. O Big Bang também tem uma série de efeitos: apenas nos últimos 13,8 bilhões de anos, mas não antes.

Vale a pena notar que isso também é verdade para todas as teorias científicas! A teoria da evolução explica a diversidade da vida na Terra e o mecanismo de como ela apareceu, mas não explica de onde veio a vida. A teoria da gravidade explica a atração experimentada pela matéria e energia, e o efeito no espaço e no tempo, mas não explica outras interações fundamentais, nem a natureza do espaço e do tempo em si. Cada teoria tem um campo de ação e, além dele, deve haver uma teoria científica melhor que estenda esse campo.

Apostarei minha vida pelo bem dessa teoria? Em certo sentido, já está definido. Eu estudo profissionalmente. Toda ciência - um método autocurativo de coletar dados, comparando-os com observações e melhorias baseadas em descobertas - é o processo no qual obtemos esse conhecimento e entendimento. Minha vida é "colocada" no pressuposto de que essa é uma maneira boa, correta e útil de estudar a realidade em que vivemos. E, no entanto, sei que uma única observação pode revelar tudo o que sabemos, e todas as nossas conclusões e teorias mais invioláveis podem ser refutadas se os dados contradizerem suas previsões. Mas eles não refutam o conhecimento que temos; eles simplesmente oferecerão uma maneira de melhorar a compreensão do universo. E quando isso acontece, traz consigo o maior prazer científico: o prazer da descoberta.

Pergunte a Ethan No. 113: Os cientistas estão prontos para arriscar suas vidas pelo bem da teoria?

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