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Ernesto von Rückert

CONSIDERAÇÕES

SOBRE O TEMPO

www.ruckert.pro.br/blog

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CONSIDERAÇÕES SOBRE O TEMPO

Ernesto von Rückert (excertos do blog www.ruckert.pro.br/blog)

Expansão do Universo

by Ernesto @ 23:19. Filed under Cosmologia

Por definição, como o conjunto de tudo o que existe, o Universo é, necessariamente, um sistema isolado e fechado. Não existe o lado de fora

do Universo. Tudo está dentro dele. Não há como ele trocar nem matéria nem radiação, nem energia com algo fora dele, pois não existe algo

fora dele. E a expansão não é um movimento do seu conteúdo para um espaço vazio circundante. Não existe espaço vazio fora do Universo.

Nem dentro. Todo o espaço existente é preenchido por seu conteúdo de campo, radiação e matéria. Aliás o espaço advém do conteúdo que

contém. A expansão é um inchamento do próprio espaço, que faz com que as partes de seu conteúdo se afastem sem que se movam. Quanto

ao Big Bang, ele não é o surgimento do Universo, mas o início da expansão. O conteúdo e o espaço já existiam em uma densidade

incrivelmente grande, mas não infinita. Como surgiu, não se sabe. Mas sabe-se que esse conteúdo primevo era campo puro, sem matéria nem

radiação. Isso apareceu depois que a expansão começou. Dizer que sempre existiu não procede, pois sempre significa uma permanência

indefinida ao longo do tempo. Como o tempo advém das alterações no estado do Universo, ele só começou a existir com a expansão. Antes,

estando tudo imperturbável, não se passava tempo e, logo, nem havia um “antes”. Dai supor-se que tudo surgiu imediatamente antes da

expansão e já surgiu expandindo-se. E se surgiu é porque não havia nada precedente. Não é que surgiu “do nada” e sim “de nada”, pois nada

não é nada que pudesse haver de onde tudo surgiria. Isto é cristalinamente simples. O que não se sabe é como se deu isso, nem como se deu

partida à expansão. Mas isso ainda pode vir a ser conhecido. Não é preciso supor a interveniência de um agente extrínseco ao Universo que,

aliás, como existiria, se o Universo é o conjunto de tudo? Esse surgimento não contraria as leis de conservação, simplesmente porque elas

também não existiam.

Conteúdo do Universo

by Ernesto @ 12:15. Filed under Cosmologia

Mesmo sem considerar a matéria e a energia escuras, o Universo não é constituído apenas de matéria, mas também de campo e radiação, que

não são matéria. Aliás, campo é o conteúdo substancial básico do Universo, que também é feito de espaço, tempo, estruturas e ocorrências.

Campo não é feito de nada mais fundamental do que ele mesmo. Inicialmente o Universo era preenchido apenas por um campo

indiferenciado. Logo a seguir este campo quantizou-se nos bósons das interações e no de Higgs, que, depois, transformou-se nos quarks e

leptons e suas antipartículas. A aniquilação destas produziu os fótons da radiação. Então os quarks formaram os prótons e nêutrons. Todo isto

levou só um segundo, enquanto a expansão se dava de forma inflacionada. Então, durante 377 mil anos, matéria e antimatéria surgia e era

aniquilada, com a formação de radiação, sendo todo o Universo igual ao interior de uma única estrela. Nesse momento a temperatura caiu a

uns treis mil kelvins e as aniquilações cessaram, ficando o Universo transparente, sem estruturas, só gás e a radiação preenchendo-o de luz.

Por uma assimetria da meia vida da matéria e da antimatéria, sobrou matéria. Como cada partícula de matéria e de antimatéria que se aniquila

forma dois fótons e sabe-se, hoje, que há um bilhão de fótons para cada partícula de matéria, isto significa que a sobra de matéria foi de um

bilionésimo do total de matéria e antimatéria existente antes desse desacoplamento. Hoje a temperatura dessa radiação é de 2,7 kelvins.

Estrelas só se formaram uns 200 milhões de anos depois do Big Bang e galáxias uns 500 milhões de anos depois. O Big Bang ocorreu há 3,7

bilhões de anos.

Matéria escura também é matéria, formada principalmente de MACHO’s e WIMP’s, que são buracos negros, estrelas apagadas e uma espécie

de neutrinos massivos, além de gás e poeira. Energia escura é um campo (esta denominação não é correta, pois energia não é uma entidade e

sim um atributo).

Sem dúvida tudo substancialmente existe é natural, não havendo evidência nenhuma do sobrenatural.

É preciso não confundir os conceitos de massa, matéria, energia e campo. Matéria, campo e radiação são os constituintes substanciais (isto é,

feitos de alguma coisa) do Universo. São entidades, são coisas. Na verdade, matéria e radiação são quantizações de campos, a primeira

fermiônicas e a segunda bosônicas. Férmion é uma partícula de spin semi-inteiro: quarks e leptons. Matéria são conglomerados disso. Bósons

são partículas de spin inteiro: fótons, glúons, grávitons, W e Z. Radiação são feixes de bósons. O campo puro, não radiante nem quantizado, é

um repositório virtual de qualquer partícula e preenche inteiramente todo o espaço, formando o vácuo, mas nunca o vazio, que não existe no

Universo. São os campos elétrico e magnético separados (mas não o eletromagnético, que é radiação), o campo forte, o campo fraco, o

gravitacional e o “campo da matéria”, que é descrito pela “função de onda”, além de outros, como o da energia escura (nome inadequado).

Por outro lado, massa e energia são atributos das entidades constitutivas do Universo. Pertence a outra categoria. Não são entidades nem

coisas. Não existe “energia pura”, nem “massa pura”. Energia é energia de algo, massa é massa de algo. Outros atributos são carga elétrica,

momento angular, momento linear, isospin, número bariônico, número leptônico, estranheza, carga de cor (no sentido da teoria dos quarks – a

cromodinâmica quântica) etc. Tais atributos podem ser quantificados em grandezas que, geralmente, recebem o mesmo nome. A equação

E=mc² relaciona massa com energia, que são grandezas, mas não matéria com energia, pois matéria não é uma grandeza. Esta equivalência se

dá nas reações nucleares, na aniquilação de matéria com a antimatéria e na produção de pares partícula-antipartícula, a partir do vácuo. Na

aniquilação, por exemplo, matéria se transforma em radiação (fótons) e a energia deles provém da massa da matéria. Mas a matéria não se

transforma em energia e sim em fótons. A massa é que se transforma em energia.

Argumentando contra o Craig

3 by Ernesto @ 21:52. Filed under Cosmologia, Metafísica

Antes de prosseguir minha argumentação contra o Craig, quero comentar que eu concordei com você, desde o princípio, de que a entropia do

Universo está aumentando, portanto não entendo sua insistência neste ponto. Só continuo afirmando que isto não implica em que o Universo

não possa ter sempre existido. Eu sei que ele teve um começo. A questão é que a segunda lei da termodinãmica não impede que ele possa não

ter tido um começo. Não falo mais nisso.

É claro que a reta se estende infinitamente nos dois sentidos (não necessariamente na horizontal, pois isto é uma orientação puramente local,

na superfície de um planeta). Não mencionei isto por fazer parte do próprio conceito de reta. A questão toda é que, se os momentos do tempo

podem ser coordenatizados por uma aplicação bijetora sobre os pontos de uma reta, então não há um começo dos tempos, nem infinitamente

deslocado para o passado. Se os momentos forem coordenatizados por uma aplicação bijetora sobre um semireta, então haverá um momento

inicial dos tempos. O que as observações cosmológicas dizem é que, de fato, como o Craig expõe muito bem, houve este momento, no Big

Bang, que se sabe ter ocorrido há 13,7 bilhões de anos atrás.

O argumento Kalam mostra que o Universo não pode ter existido para sempre porque, se assim o fosse, seu início estaria infinitamente

afastado do presente e, então, o presente não existiria. Esta hipótese, nem hipoteticamente, pode ser considerada. Não há como se deslocar

um momento infinitamente para o passado. Acontece que considerar que o Universo sempre existiu não é isto. Este é o erro do argumento. É

considerar que não existiu início nenhum. Assim não se tem que imaginar nenhum momento infinitamente afastado do presente para dizer

que, desde ele até hoje, se teria que esperar um tempo infinito. Não há origem dos tempos, não há início do Universo nesta concepção. Então

o argumento Kalam não se aplica, pois baseia-se numa suposição incorreta. Não é por causa dele, também, que o Universo teve um início.

A segunda premissa do silogismo do Craig está, pois bem assentada, não por causa do argumento Kalam e nem por causa da Segunda Lei da

Termodinâmica, mas sim por causa das observções cosmológicas.

Vamos analisar a primeira premissa: “Tudo o que começa a existir tem uma causa”.

Para começar é preciso entender que causa e efeito são propriedades de eventos e não de seres. A causa em tela é do evento da passagem da

inexistência para a existência.

É claro que algo que sempre existiu não sofreu passagem da inexistência para a existência, portanto sua existência não tem causa.

Considera-se que todo evento seja efeito de alguma causa. Não é verdade. É claro que todo efeito tem uma causa, pois efeito é o evento que

tem causa, mas nem todo evento é um efeito. Há eventos incausados, fortúitos ou aleatórios. Na verdade são a maioria, se se considerar os de

nível atômico e subatômico. Ocorrem aos miríades a todo momento e em todos os lugares. Para sua ocorrência é preciso que certas condições

estejam presentes, mas condição não é causa. Condição possibilita, causa determina. Três deles sobressaem: o decaimento radioativo, a

emissão de fótons e a produção de pares. Uma partícula atômica pode decair radioativamente em outras, como um núcleo em outro, com

emissão de partículas alfa, um nêutron em próton, com emissão de elétron e antineutrino (decaimento beta) ou, ainda, raios gama, por

núcleos em estado excitado de energia. A excitação é uma condição e não causa da emissão. Esta ocorre de modo fortuíto, ou não ocorre, Não

há como se determinar se e quando vai ocorrer. A única informação disponível é a distribuição de decaientos com o tempo para uma dada

população excitada, o que permite determinar a meia vida e a vida média. Na emissão de fótons ocorre o mesmo. O átomo, molécula ou outra

estrutura absorve energia, excitando seus elétrons em níveis superiores de energia, que podem decair com emissão de fótons ao fim de um

tempo indeterminado, sem que nada provoque o decaimento, que pode, até, não ocorrer.

A questão do tempo se prende a saber se ele é contínuo ou quantizado. Pela Física Clássica, pela Relatividade Geral, pela Mecânica Quântica e

pela Teoria de Campos, o tempo e o espaço são contínuos. Pela teoria do Loop Gratitacional e pela Teoria M (das sopercordas e das branas)

eles são quantizados. Não há evidências empíricas de sua quantização e essas últimas teorias ainda não são teorias, mas hipóteses não

confirmadas, em estudo. Logo, por enquanto, temos que supor que são contínuos. Se fossem quantizados, isto é, enumeráveis, um intervalo

finito de tempo teria um número finito de momentos (instantes). Sendo contínuo, qualquer intervalo possui um número infinito de instantes.

Portanto, não há diferença, em termos de número de instantes, entre um início dos tempos num passado finito ou infinito. De lá até agora

sempre vai haver um número infinito de instantes, até mesmo num piscar de olho.

Não é verdade que todos os seres materiais do Universo surgiram no Big Bang. Nem os átomos de que eles são feitos. No Big Bang só surgiram

o Hidrogênio e o Hélio. Todos os demais elementos químicos foram feitos no interior das estrelas (até o Ferro) e nas explosões de Supernova

(depois do Ferro). Você mesmo não foi feito no Big Bang, nem os átomos que o constituem. Um ser não é apenas o seu conteúdo. Eu não sou o

conjunto dos meus átomos, mas este conjunto, de certa forma estruturado (cada átomo no seu lugar) e “funcionando” de certa maneira.

Quando eu acabar de morrer, antes de apodrecer, meus átomos estarão no mesmo lugar, mas eu não existo mais, pois meu organismo não

está funcionando. Tem mais: Um ser não algo que “seja”, mas algo que “esteja sendo” em sua continuidade histórica no tempo. Você mesmo

não é feito dos mesmos átomos com que nasceu. 98% dos átomos do corpo são substituídos todo ano. Mas você continua sendo você mesmo

pela continuidade histórica.

Quanto às interpretaçõe deterministas da Mecãnica Quântica, como as de Bohm, Everett e Cramer, apresentam muitos problemas de

aderência aos resultados experimentais, além de serem completamente infalseáveis. A de muitos mundos, por exemplo é algo que beira à

ficção.

Considerar que a não identificação de uma causa para os eventos incausados requer a suposição de que ela exista, mas não se achou ainda

qual, não procede, pois ela pode até existir, mas não é preciso que exista. Este é o ponto principal que vou trabalhar na próxima postagem. Só

quero comentar que incausalidade e indeterminismo são fatos diferentes. O primeiro diz que não é preciso que um evento tenha causa (mas

pode ter) e o segundo diz que a mesma causa, nem sempre produz o mesmo efeito.

4 Surgir do Nada

by Ernesto @ 14:40. Filed under Cosmologia

E o que havia antes? Nada! Nem “antes”. Note que “nada” não é algo que tenha existência. Dizer que não há nada não é dizer que há algo que

seja “o nada”. O interessante é que, quer se considere que o Universo tenha sido criado por Deus ou não, seu conteúdo não foi proveniente de

coisa alguma antecedente. Ou foi criado ou surgiu espontaneamente “de nada” (mas não “do nada” que tem um significado totalmente

diferente). isto não contraria nenhuma lei da natureza, como a conservação da massa-energia. Acontece que, na inexistência do Universo,

também não existem leis físicas, pois estas descrevem (e não “prescrevem”) o comportamento do conteúdo e de suas estruturas no espaço e

no tempo. Não havendo nada disso, não há leis, ou seja, tudo é permitido e nada é proibido. Assim o surgimento de tudo sem provir de nada

não contraria nenhuma lei de conservação, pois elas só passaram a existir quando tudo começou a existir. Além disso as leis de conservação

relacionam os valores de grandezas que medem atributos dos sistemas (subconjuntos do Universo) em momentos distintos. Como não haviam

momentos antes do Universo começar, não há como aplicar tais leis para o evento do surgimento. Nem as leis da lógica. Supondo que haja

uma lei que diga que todo evento seja efeito de alguma causa, esta também só se aplicaria na existência de eventos, pois causa e efeito são

eventos e não seres. Não havendo eventos antes do surgimento do Universo, que foi o primeiro evento, não se pode aplicar esta lei e,

portanto, o surgimento do Universo é um evento sem causa.

Espaço e Tempo

by Ernesto @ 14:40. Filed under Cosmologia

Temos que entender o que é espaço e tempo. Espaço é a cabência, isto é, a capacidade de caber coisas, mesmo sem tê-las. No Universo, tudo

o que existe ocupa um volume e tem uma localização relativa ao resto. Não há lugares vazios no Universo. Sempre há, pelo menos, radiação e

campo. A luz atravesso o Universo todo para todos os lados e o campo gravitacional se estende indefinidamente para todos os lados. O que

pode haver é falta de matéria, que chamamos de vácuo, mas vazio não. Donde se conclui que o espaço é gerado por seu conteúdo e não algo

apriorístico. Da mesma forma o tempo só decorre se houver alguma mudança no estado do Universo. Se tudo permanecer exatamente do

mesmo modo, o tempo não passa. Momentos são instâncias diferentes do modo como o conteúdo do Universo se distribui no espaço e como

tende a modificar esta configuração, o que chamamos de estado. O sentido da flecha do tempo é dado por duas considerações. Um momento

é posterior a outro se o estado dele puder ser ligado causalmente ao outro, isto é, o efeito é posterior à causa, quando houver. Se não houver

relação causal entre duas situações, a posterior é a que apresentar maior entropia global. Ocorrências que se situem em lugares impossiveis de

serem ligados por nenhuma relação causal são ditas estarem alhures uma da outra. Note que a relação do futuro com o passado não exige

ligação de causalidade mas a possibilidade desta ligação.

No começo do Universo tudo estaria junto, não havendo ocupação de volume nenhum, logo não havia espaço e, portanto conteúdo

substancial. Sendo assim, nada acontecia, pois não havia com que algum evento se desse. Então o tempo não decorria. Portanto o começo da

expansão foi o começo da existência do conteúdo, do espaço e do tempo, isto é, o surgimento do Universo, pois isto é o Universo.

Porque o Universo começou

by Ernesto @ 14:37. Filed under Cosmologia

A observação do espaço mostra que os objetos celestes exibem raias espectrais na radiação luminosa que emitem e captamos. A química

mostra que cada elemento possui um conjunto típico de raias que permitem sua identificação, quando luminosos ou quando absorvem luz.

Analisando o espectro e vários objetos astronômicos, observa-se que muitos têm o conjunto das raias identificadoras dos elementos de que

são feitos deslocado para a extremidade vermelha do espectro, fato denominado “red shift”. Tal fenômeno pode provir de três causas: do

movimento de afastamento (efeito Doppler), da atração gravitacional ou da expansão do espaço enquanto a radiação caminha para nós ao

longo do trajeto. Medidas de distâncias astronômicas, procedidas por vários métodos que não comporta discutir aqui, mostram que os maiores

desvios correspondem aos objetos mais afastados. Cálculos mostram que, se muitos objetos exibissem isto por efeito Doppler, teriam que se

afastar de nós mais rápidos que a luz, o que se sabe ser impossível. Para a gravitação causar o mesmo efeito, suas massas teriam que ser

maiores que todo o Universo. Então só se pode explicar o fato considerando que, desde que a luz saiu do objeto, o espaço em que ela trafega

até nós está inchando, aumentando seu comprimento de onda. Isto é, o espaço do Universo está crescendo com o tempo, sem que os objetos

se movam através dele, afastando as coisas umas das outras. Esta é a expansão cósmica. Se assim o é, então houve um momento, no passado,

em que tudo estava junto e, então, começou a expandir. Chama-se este evento de Big Bang, mas o nome não é apropriado, pois não foi uma

explosão de um conteúdo para um espaço vazio circundante, mas sim um crescimento do próprio espaço. Não há espaço vazio fora do

Universo (e nem dentro). Porque este é o momento inicial do Universo?

Argumento Kalam

by Ernesto @ 14:35. Filed under Cosmologia

O que o Argumento Kalam diz é que se o começo do Universo se situasse num momento infinitamente afastado para o passado, o presente

não poderia existir, pois não se teria decorrido tempo suficiente para se chegar a ele, já que esse tempo seria infinito e infinito não é um valor

acessivel. Como o presente existe, pois estamos nós aqui e agora falando disso, por redução ao absurdo não é possível que o Universo tenha se

iniciado em um momento eternamente afastado para o passado.

Só isso! E está absolutamente correto!

5 Contudo, isto não exclui a possibilidade do Universo ser eterno para o passado, desde que se entenda isto não como tendo um início

infinitamente afastado, mas, simplesmente, como não tendo tido início nenhum!

Neste caso, uma origem natural dos tempos deixa de existir. Não há nenhum momento a partir do qual tenha que se começar a contar o

tempo para se chegar até hoje. O tempo nunca teria começado. Ele seria, simplesmente, uma sucessão de momentos que pode ser

considerada progressiva ou regressiva. Isto é, a origem pode ser colocada, arbitrariamente, em qualquer momento, inclusive agora e, a partir

dela, computar-se intervalos para frente e para trás, ilimitadamente.

Em outras palavras, o argumento Kalam está correto, mas não se aplica à consideração de uma sucessão de tempos indefinida nos dois

sentidos, na qual não se identifica nenhuma origem. Geometricamente o argumento Kalam só se aplica se o eixo dos tempos for uma semi-

reta, com seu ponto inicial infinitamente afastado. Mas não se aplica se o eixo dos tempos for uma reta.

Que o Universo teve um começo, teve, mas não por motivo do argumento Kalam.

Provir do nada

by Ernesto @ 17:37. Filed under Cosmologia

Como nada não é coisa alguma, não se pode provir do nada. Mas isto não significa que algo não possa surgir sem que seja proveniente de

alguma coisa. Isto não é proibido e não significa “surgir do nada”, mas sim surgir sem ser de coisa nenhuma. Tanto sem procedência quanto

sem causa e nem propósito. Assim é que deve ter ocorrido com o surgimento do conteúdo cujo súbito início de expansão consiste no Big Bang.

Outra questão que precisa ficar clara é que o tempo atual começou no Big Bang. Portanto não existe “antes” do Big Bang. Mesmo que o

conteúdo ali presente seja proveniente de uma contração prévia, aquilo era um outro Universo, com outro tempo. Este espaço e este tempo

em que nos inserimos começou alí.

O Universo pode perfeitamente ter surgido sem provir de coisa alguma, sem causa, razão e propósito e é isto que realmente se deu. Não

precisa ter fé para conceber isto, pelo contrário. Esta é a hipótese nula ou “default”. Considerar que houve um criador requer que se prove que

houve. Sem prova nenhuma, então não houve: surgiu sozinho. Isto não significa “vir do nada”, pois nada não é algo de que se possa provir

alguma coisa. Significa que não foi proveniente de nada, e não “proveniente do nada”, como se “nada” fosse algo.

Tudo o que somos e tudo o que é o Universo inteiro não precisa ter uma causa. Esta é a questão principal. Causa não é uma necessidade. O

Universo surgiu sem ter causa. Miríades de fenômenos acontecem a todo momento, em todos os lugares, sem causa nenhuma. Decaimento

radioativo, emissão de luz por átomos excitados, surgimento de par partícula-antipartícula e assim por diante. O surgimento do homem foi um

processo gradativo, com causas em cada etapa, desde a primeira molécula replicante. Mas as causas são naturais. E não tem nada disso de que

a causa tem que ser maior que o efeito. Não tem não. Porque teria? Nâo há lógica nenhuma em que tenha que ser, nem é fato coisa nenhuma.

Pequenas causas podem produzir grandes efeitos e produzem.

A Teoria do Big Bang não diz nada sobre o surgimento do Universo. O que ela diz é que seu conteúdo, inicialmente condensado em uma

altíssima densidade, começou a expandir-se. Como este conteúdo surgiu não se sabe nem há teoria nenhuma a respeito, apenas conjecturas.

Considero que ele surgiu exatamente no momento em que começou a expandir-se. Surgiu sem ter do que fosse proveniente. Antes desse

surgimento não havia coisa alguma, nem o conteúdo nem o espaço para contê-lo nem o tempo para evolver. Não é que “surgiu do nada”, pois

nada não é algo do qual se pode gerar outra coisa. Nada é só uma palavra para indicar ausência de tudo. Não se pode surgir do nada, mas se

pode surgir sem ter do que provir o que é diferente de provir do nada, pois “nada” não é nada que exista.

A evolução, tanto cósmica quanto biológica, não contraria as leis da Termodinâmica. Quanto à primeira, da conservação da energia, em nada a

evolução a altera, se se considerar o total de massa-energia, convertidas uma na outra pela equação E=mc². Quanto à segunda, da não

diminuição da entropia, ela se aplica a sistemas isolados e um sistema que evolui não o faz isoladamente. Sua entropia diminui às custas de um

aumento maior ainda da entropia de sua vizinhança. Há mecanismos naturais para produzir redução localizada da entropia, como as interações

cumulativas, como a gravidade. Uma flutuação aleatória de densidade num gás cósmico faz surgir um centro de atração que suga matéria da

vizinhança até que se forme uma estrela e seus planetas, gerando um sistema mais ordenado que o gás. Mas a vizinhança se torna um gás mais

desordenado. No caso biológico são as forças de Van der Walls e as pontes de hidrogênio que promovem esta agregação.

Um computador não é mais complexo que um homem que o tenha feito, mas, a princípio, poderia ser. O que há que impeça que o seja? Além

disso, um computador é um artefato, isto é, algo produzido artificialmente. Um ser vivo não é. Ele surge a partir de alterações progressivas

desde a primeira molécula replicante e isto vai fazendo com que a complexidade vá aumentando. Então cada ser, geralmente, é mais complexo

do que o que lhe deu origem. Sem problemas, inclusive porque isto não é uma produção planejada.

Quanto ao Big Bang, primeiro que não foi uma explosão e sim um inchamento rápido do espaço. Explosão é uma ejeção de matéria para um

espaço vazio pré-existente, com movimento próprio dessa matéria ejetada. No Big Bang a expansão não se deu para um espaço vazio fora do

Universo, o que não existe, mas consistiu num crescimento do próprio espaço, afastando as partes umas das outras não porque movessem

mas porque o espaço entre elas cresceu. Nisso não houve aumento da ordem, pelo contrário, pois, com maior espaço há mais possibilidades

de posicionamento e movimento de cada parte, o que aumenta a entropia, que é o logarítimo da probabilidade macroscópica e esta está na

razão inversa do número de possibilidades para a obtenção de um dado estado macroscópio, o que aumenta com a expansão.

A redução da entropia se deu por outros mecanismos, como a formação de estrelas e galáxias pela gravitação.

6 A probabilidade de se fazer o bolo por acaso, com a farinha e os ovos é extremamente pequena, mas pode ser calculada, só que dá trabalho e

gasta tempo. Argumenta-se que, para que os átomos do nosso corpo, amontoados no chão, fossem chacoalhados e, por acaso, nos

formassem, é tão pequena (mas não nula) que isto seria impossível. De fato, quase impossível. Mas não é assim que o acaso nos formou.

Primeiro há que se calcular a probabilidade de formação de aminoácidos e de nucleotídeos nos oceanos e poças d’agua primitivas, que é

grande. Depois, tomando tais moléculas como elementos do espaço amostral, calcular a probabilidade de formação de pequenas proteínas e

pequenas cadeias de DNA, que também não é baixa. A probabilidade total é a probabilidade condicionada, que é muito maior do que a

probabilidade direta de se formar a proteína átomo por átomo, pois é uma soma de probabilidades e não um produto. Se isto for feito

cumulativamente, pode-se ver que a probabilidade, mesmo pequena, não é tanto assim. Ainda farei este cálculo numericamente.

Considere a análise combinatória. Dados três elementos que podem ocupar, cada um, três posições, o conjunto de possibilidades de

ocupações dos três elementos é de seis possibilidades. Tudo o que for feito por arranjo ou combinação de elementos fica mais complexo do

que os elementos individuais. E isto pode ser obtido pelo acaso. Quanto maior o número de elementos a participar e maior o número de

possibilidades para cada um, maior ainda o de possibilidades para o grupo deles. A combinação e o arranjo geram aumento na complexidade,

sempre. Não é preciso um agente inteligente para produzir isto. O acaso dá conta, como sempre dá de qualquer coisa. A evolução, que não é

uma hipótese, mas um fato comprovado ao vivo e agora, com cepas de bactérias, exatamente gera complexidade a partir da simplicidade, pelo

acaso.

Não há razão nenhuma para que exista algo ao invés de nada. Poderia perfeitamente não existir coisa alguma. A existência de tudo não tem

razão, causa, propósito nem origem. É inteiramente fortuita. Nem é preciso que tivesse. O conteúdo do Universo, bem como o espaço que o

contém e o tempo em que evolve (não existe espaço sem conteúdo nem tempo sem evolução), surgiram sem ter do que provir, sem nada que

lhes causasse o surgimento e sem finalidade nenhuma para tal. Isto não significa “surgir do nada”, pois “nada” não é coisa alguma da qual algo

pudesse provir. Causa também não é uma necessidade para todo evento, isto é, nem todo evento precisa ser efeito. A passagem do Universo

da inexistência para a existência é um deles, além de miríades de outros que ocorrem a todo momento em todos os lugares, como a

desintegração radioativa, a emissão de fótons por sistemas excitados (a excitação é condição e não causa – condição possibilita, causa

determina) e a criação de pares de partícula e anti-partícula, por exemplo. Na origem do Universo houve o surgimento de um campo

indiferenciado primordial, extremamente denso que, devido a quebras de simetria no início da expansão, provocou o surgimento de pares de

partículas e antipartículas. Estas a todo momento se auto-aniquilavam, com a emissão de fótons (que não possuem anti-partículas, daí o seu

papel essencial na formação do Universo) e novos pares surgiam. Algumas, contudo, decaiam antes de se aniquilarem, possuindo uma meia-

vida diferente para a partícula e anti-partícula. Trata-se de uma assimetria Chiral, ligada à interação fraca. Tal diferença propiciou que um

bilionésimo do total de partículas e anti-partículas do Universo primitivo não se aniquilou, formando a sobra de matéria em relação à anti-

matéria que existe hoje. O que se aniquilou formou a radiação de fundo, atualmente na faixa de micro-ondas, que se desacoplou da matéria

377 mil anos após o Big Bang, ocorrido a 13 bilhões e 700 milhões da anos atrás.

A aniquilação da matéria com a anti-matéria produz fótons e não nada. Esses fótons carregam a energia da massa de repouso das partículas

aniquiladas. Para a formação de par de partícula e anti-partícula, também é preciso que haja um campo de cuja energia provém a massa do

par. Normalmente é um campo eletromagnético existente na vizinhança de alguma partícula, mas pode ser um campo existente no vácuo, mas

não no vazio. Aliás não existe vazio no Universo, só vácuo ou espaço que contenha matéria. A diferença é que, no vácuo só não existe matéria,

mas existe campo e radiação, enquanto o vazio não teria conteúdo nenhum, mas teria espaço. Já “nada” não tem nem espaço vazio.

Atualmente as leis de conservação impedem o surgimento de algo sem ser proveniente de outro algo anterior, do qual obtém seu conteúdo

energético e mássico. Na origem do Universo isto não prevalecia, porque toda lei física descreve (e não prescreve) o comportamento do que

existe. Não existindo coisa alguma também não existe lei que diga como se comporta o que não existe. Então não é proibido o surgimento de

algo sem que provenha de algo anterior, já que, inclusive, não havendo tempo, não há momento anterior, e as leis de conservação se aplicam a

valores existentes em dois momentos distintos. Depois que passa a existir algo, tal conteúdo também traz consigo leis de comportamento e,

então, o surgimento passa a precisar de uma origem. O surgimento do Universo é, pois, um evento singular, não mais passível de ocorrer, a

não ser que tudo o que existe volte a se aniquilar totalmente e não exista mais nada, nem conteúdo, nem espaço, nem tempo. Pode

acontecer…

Pode ser que o modelo que prevê o bóson de Higgs não seja o que descreve a realidade íntima da matéria ou então que a energia para se ver o

bóson de Higgs ainda não foi alcançada. De qualquer modo, o fato de não se ter obtido o bóson de Higgs não significa que o surgimento do

conteúdo do Universo tenha que ser atribuído à interveniência de alguma entidade extinseca a ele. Da mesma forma que para aceitar o

modelo que prevê o bóson de Higgs se faz necessária uma comprovação observacional, também isto é requerido para a hipótese de ter sido o

Universo criado e não surgido sem ter do que provir, sem causa e nem propósito. A cosmologia da teoria M, com suas branas e cordas está

num estágio pior ainda de estabelecimento. O fato é que, se não se sabe como se deu o surgimento do conteúdo do Universo, assim como do

espaço e do tempo, que começaram a se expandir com o Big Bang (teoria que não explica a orígem do conteúdo que expande), nada diz que a

origem seja extra-natural. Só se pode dizer que ainda não se sabe. Ter surgido sem provir de nada é muito mais plausível do que ser obra de

algum agente externo.

O que é “nada” e “surgir do nada”

by Ernesto @ 3:27. Filed under Metafísica

Dizer se algo pode surgir do nada requer, preliminarmente, que se conceitue “nada”. Nada não é algo, mas apenas a palavra que designa a

ausência de qualquer coisa. Nada é a falta de conteúdo em termos de matéria, radiação e campos, como também de espaço e tempo. Nada

não é um vazio, pois no vazio há um espaço não preenchido por conteúdo algum. Nem é o vácuo, pois o vácuo só não contém matéria, mas é

preenchido por campos e radiação. Se você apertar seu indicador contra o polegar, entre eles não há nada, nem espaço vazio. Nada é isto.

7 Como não é coisa alguma não pode engendrar o surgimento de algo. Mas isto não significa que tudo que surja precise ter algo de onde

provenha. Pode haver surgimento sem que seja proveniente de coisa alguma. Se o Universo não for eterno para o passado, como as evidências

observacionais mostram que não é, então houve um momento zero do tempo em que se deu seu surgimento. Antes disso não havia conteúdo

algum, nem espaço nem tempo (logo não havia “antes”). Se algo existe, incluindo o tempo, há que ter havido um surgimento, que é a

passagem da inexistência para a existência. E se não havia nada de que tudo fosse procedente, tal surgimento se deu sem que fosse

proveniente de nada. Dizer que foi uma obra de Deus não explica de onde proveio, pois Deus teria “criado” (provocado o surgimento) sem tirar

de coisa alguma. A não ser que tudo tenha provido da substância do próprio Deus, como considera o panteísmo. Mas Deus, caso exista, o que

considero que não, não pertenceria ao Universo. “Surgir do nada” é, pois, uma expressão, não para desiginar a procedência de algo como

sendo “o nada”, que não existe, mas como não sendo procedente de coisa alguma, o que é diferente.

É claro que todo efeito tem uma causa, pois efeito é, por definição, um evento que possua causa. Mas nem todo evento é um efeito. Tal

suposição é equivocada e provém da observação dos eventos acessíveis à percepção humana direta. No domínio sub-atômico há inúmeros

eventos fortuítos ou incausados, como a desintegração radioativa, a emissão de fótons por sistemas excitados e o surgimento de pares de

partícula e antipratícula, que se dão aos miríades a todo instante e em todos os lugares. Como a assertiva de que todo evento seja um efeito é

obtida por indução e existem muitos contra-exemplos, ela não é válida. Assim o surgimento do próprio Universo não requer causa nenhuma e

nem foi algo necessário. O Universo poderia não existir. Outra incorreção é considerar a necessidade de uma inteligência planejadora para a

evolução cósmica e biológica. Claro que não! Tudo o que existe pode perfeitamente ter surgido por acaso e, certamente, assim o foi. Por mais

baixa que seja a probabilidade não é uma impossibilidade e se existe o que existe é porque assim se deu, apesar da baixa probabilidade. É

como ganhar na loteria: uma quase impossibilidade, mas há quem ganhe. O chamado “Princípio da Causalidade” apenas afirma que, quando

um evento possui uma causa, esta precede o seu efeito, sendo isto uma das formas de se determinar o sentido da “flecha do tempo”, além do

aumento da entropia. Outra observação é que “causa” é um atributo de eventos e não de seres. Um ser não tem causa. O que pode ter causa é

o evento da passagem dele da inexistência para a existência.

A expansão e o aumento da entropia são ocorrências que se dão em um Universo existente. Não havendo Universo não há atributo nenhum,

pois não há coisa alguma que os possua. Tampouco há leis físicas, pois estas descrevem (e não prescrevem) o comportamento de sistemas

existentes. A passagem da inexistência para a existência do Universo é uma ocorrência que se deu sem que houvesse lei nem grandeza

associada a atributo algum para descrevê-la. Somente após existir algo é que tudo passa a ocorrer segundo leis que relacionem grandezas,

especialmente as de conservação, além da não diminuição da entropia. Esta ocorrência é única e inteiramente singular. Mas não há, ainda,

teoria descritiva dela. A teoria do Big Bang se refere à expansão do espaço com seu conteúdo já existente.

Surgimento do Universo

by Ernesto @ 3:20. Filed under Cosmologia

Isto não é uma questão de crença mas de verificação dos fatos. Medidas cosmológicas indicam que o Universo teve um início, antes do que

não havia nada, nem “antes”, pois além da ausência de qualquer conteúdo não haveria sequer espaço vazio e nem transcurso de tempo.

Todavia não se pode dizer que havia o “nada”, pois “nada” não é entidade alguma, passível de existência. Nada é o conceito que expressa a

inexistência de qualquer coisa. Não se pode confundir nada com vazio, pois no vazio há o espaço não preenchido. Muito menos vácuo, pois

este é um espaço que só não tem matéria, mas contém campos e radiação. Não há teorias para explicar o surgimento do conteúdo do

Universo, pois a teoria do Big Bang apenas descreve como este conteúdo, no início extremamente condensado, começou a expandir-se. Ele

surgiu sem que fosse proveniente de coisa alguma que o precedesse. Isto não significa “surgir do nada”, pois nada não é algo. Tal surgimento

não contraria nenhuma lei de conservação, pois tais leis se aplicam ao conteúdo existente e reportam-se a valores de grandezas associadas a

certos atributos do conteúdo em diferentes momentos. Não havendo conteúdo e nem momentos, não há como se aplicar lei nenhuma. A

propósito, é bom lembrar que as leis físicas “descrevem” e não “prescrevem” o comportamento da natureza. Todas elas possuem condições de

aplicabilidade, a maior das quais é que apenas se aplicam a algo que exista.

Outra questão importante é que este surgimento se deu sem causa nenhuma. Não é preciso que todo evento seja efeito de uma causa. O

“Princípio da Causalidade” apenas diz que, se houver causa, esta precede o efeito. Há inúmeros eventos incausados na natureza, como o

decaimento radioativo e a emissão de luz por átomos excitados. A excitação é condição e não causa. Supor a necessidade de causa para tudo é

um preconceito. Isto é uma indução baseada na observação dos eventos acessíveis ao ser humano sem instrumentos. No domínio sub-atômico

causa não precisa existir.

Infinitude do Universo

by Ernesto @ 3:18. Filed under Cosmologia

O Universo, entendido como o conjunto de tudo o que existe, por definição é um sistema fechado e isolado, pois sistema aberto é aquele que

pode trocar matéria e energia com a vizinhança e não existe vizinhança do Universo. Se ele é infinito espacial e temporalmente é uma questão

de verificação. Nada impede que possa sê-lo ou não. Ao que parece, pelos dados mais recentes, o Universo é semi-infinito no tempo (isto é,

começou e pode não acabar) e infinito no espaço, ou seja, por mais que se afaste de qualquer ponto sempre há mais espaço adiante. Além

disto está em expansão, quer dizer, as distâncias entre seus constituintes está sempre aumentando, sem que eles saiam do lugar. Se fosse

infinito e não estivesse expandindo, o céu seria brilhante à noite. O Universo poderia ser finito, mas nesse caso, ilimitado. Isto significa que, se

se for andando sempre adiante, nunca se chegaria à sua fronteira, mas se voltaria ao mesmo lugar, vindo por trás (ao fim de centenas de

bilhões de anos). Os parâmetros que definem se ele é finito ou infinito são a densidade de massa e energia e a aceleração da expansão. Ao que

se pode saber, a densidade está bem em cima do muro, quase no valor limite das duas possibilidades. Mas a aceleração parece apontar para o

infinito. Isto não significa que se pode ter acesso a todo o seu conteúdo. Como ele teve um início, só se tem acesso até onde a a luz teve tempo

de viajar de lá para cá desde esse início. Além disso, não se pode ver. Devido à expansão, esta fronteira se situa a 78 bilhões de anos-luz de

distância, tendo a luz saído de lá a 13,7 bilhões da anos atrás.

8 Surgir do nada

by Ernesto @ 18:04. Filed under Inespecífica

O surgimento sem que tenha sido proveniente de algo anterior é comum às concepções fisicalista e criacionista. Note-se que isto não significa

“surgir do nada”, como se houvesse algo denominado “nada”, sem conteúdo, do qual tudo proveio. Não é isto, mas sim que não proveio de

coisa alguma. A diferença é que o fisicalismo considera tal surgimento espontâneo, isto é, sem causa, enquanto o criacionismo que tenha sido

causado pela interveniência de um ser extrínseco ao Universo, que seria Deus. O conteúdo do Universo não é matéria e energia e sim matéria,

radiação e campos. Energia não é um conteúdo mas sim um atributo que os conteúdos podem ter ou não, como também o são a extensão,

localização, duração, massa, carga, magnetismo, momento linear, momento angular e outros. Além disto é melhor dizer que tais coisas, bem

como o tempo, o espaço, as estruturas, as dinâmicas e suas leis, “surgiram” e não “foram criadas”. Nada é nada mesmo, isto é, ausência de

tudo, inclusive de espaço e tempo. Vazio contém espaço e vácuo contém campos e radiação, além do espaço. Vazio é algo que não existe no

Universo, vácuo sim. Não possuindo conteúdo substancial, geométrico nem atributo algum, nada não é algo do qual se possa surgir o que quer

que seja. Dizer “surgir do nada” é apenas dizer que o surgimento não teve de que ser proveniente. Mas não está dizendo que seja incausado

nem que seja causado.

Universo infinito ou finito

by Ernesto @ 20:49. Filed under Cosmologia

Não há impedimento lógico, ontológico nem fenomenológico para que o Universo seja infinito. Se ele de fato é ou não, é uma questão de

aferição de dados observacionais, no contexto das teorias que descrevem sua estrutura e evolução, que, por sua vez, também são validadas

pelos dados observacionais, dentre eles os fornecidos pelo importantes satélites COBE e WMAP.

O fato de haver galáxias não implica na finitude do Universo, pois não há impedimento para que algo infinito possua subconjuntos finitos. Da

mesma forma ser infinito não impede que possua expansão, isto é, que as distâncias entre os objetos imóveis cresça, pois um aumento do

infinito continua sendo infinito. O paradoxo de Olbers, que afirma que o céu noturno teria que ser infinitamente brilhante se o Universo fosse

infinito é, justamente, refutado pelo fato de haver a expansão, que faz a luz de origem longínqua decair até a frequência nula (invisível). Alíás, a

negritude da noite é uma das provas do Bif Bang.

Outra coisa é que não há relação entre eternidade e infinito. O Universo pode ser eterno e finito ou infinito, bem como ter tido um começo e

também ser finito ou infinito. Em todos os casos ele não tem limite, isto é, uma jornada sempre adiante não encontrará fronteira alguma. Não

existe espaço vazio fora do Universo (nem dentro). O espaço é uma função de seu conteúdo. Todo espaço existente é ocupado por conteúdo,

que pode não ser material, como o vácuo, que só possui campos e radiação.

Se o Universo for infinito, ele assim o foi desde o início (ou desde sempre) e o será enquanto existir (ou para sempre). No Big Bang, que é o

ínicio da atual sequência temporal (podem ter havido outras), mesmo a densidade sendo extremamente alta (mas não infinita) ela se extendia

infinitamente pelo espaço. A expansão provocou a redução da densidade e da temperatura, enquanto as distâncias cresciam.

Se ele for finito, contudo, no Big Bang, sua extensão seria limitada a um volume extremamente pequeno, mas não nulo. A expansão do espaço

(da distância entre os pontos) implicou também no aumento do volume do Universo. Mesmo neste caso, não há espaço vazio fora do Universo.

Não há nada fora do Universo. Sua expansão não é um movimento de seu conteúdo para um espaço vazio circundante, mas um inchamento do

próprio espaço (mesmo no caso de ser infinito). Os modelos cosmológicos aceitos, com ou sem constante cosmológica (energia escura), isto é,

modelos de Lemaître ou Friedmann, consideram que se o Universo for finito, ele expandirá até um máximo e, a partir daí, contrair-se-á,

retornando às condições de seu início (Big Crunch). Uma extensão da solução pode ser feita aquém e além da atual sequência do tempo,

representando ciclos do Universo. Apesar de ser uma possibilidade matemática da solução, não se deve entender que, fisicamente, isto se

daria, mas apenas que poderia se dar. No caso infinito, a expansão seria eterna para o futuro, mas teria um início. O conteúdo que iniciou a

expansão poderia ser resultante de um Big Crunch anterior, ter surgido naquele momento ou já existir. No entanto, esta existência prévia não

pode ser diferenciada de um surgimento, pois, sem mudança no estado do Universo, não há passagem de tempo, logo, nem eternidade, que é

um tempo ilimitado. Em outras palavras, não existiram momentos anteriores ao Big Bang e o significado da existência de alguma coisa é sua

permanência no mundo ao longo do tempo. Sem tempo, não há como saber se algo existe.

Ponderações Cosmológicas

by Ernesto @ 20:47. Filed under Cosmologia

A consideração de que a realidade seja uma manifestação de campos de informação e que estes derivem da consciência, que, portanto,

precederia tudo, não me parece mais plausível do que a inversa, ou seja, que os campos de que a matéria e a radiação são quantizações sejam

a realidade primordial e que a consciência seja um tipo de ocorrência que se dá em sistemas complexos, como um cérebro ou algum sistema

que como ele possa atuar.

Certamente que o fisicalismo é uma concepção adotada sem prova, da mesma forma que a crença na realidade do mundo exterior à mente.

Todavia ela merece prevalecer em razão de sua alta plausibilidade, face aos fortes indícios de sua veracidade.

Não é verdade que se o Universo fosse eterno, o presente não poderia existir, pois haveria uma infinidade de momentos a precedê-lo, como o

quer o argumento Kalam. Isto só seria verdade se o Universo possuísse um início infinitamente deslocado para o passado, mas não se não

possuísse um início, isto é, se sempre tivesse existido, pois aí, qualquer momento poderia ser colocado como origem, inclusive o presente. Não

digo que seja o que de fato se deu, mas não é impossível que tenha o sido.

9 Por outro lado, considerando que o Universo tenha tido um início, o que parece ser fato, no qual também se iniciou o tempo, nada obriga que

este início tenha que ter tido uma causa. Contingência não implica em procedência causal. Causalidade não é uma necessidade para todo

evento. Os que a possuem denominam-se efeitos, mas nem todo evento é um efeito.

Mesmo que tivesse havido uma causa para o surgimento do Universo, nada implica que esta causa tenha que ser um ser pessoal. Se houver

algum tipo de realidade espiritual, pode haver algum espírito (não físico) que preceda o Universo, mas tal coisa não precisa ser uma pessoa.

A consideração de que algo extra-universal tenha sido a causa do surgimento do Universo cria um sem número de problemas incontornáveis, a

começar pela relação causal entre um evento físico e uma causa não física.

O que havia antes do Big Bang

by Ernesto @ 15:23. Filed under Cosmologia

Antes do Big Bang havia um campo indiferenciado (isto é, não fragmentado em partículas ou entidades de espécie alguma), extremamente

denso que englobava todo o espaço existente. Ele continha todo o conteúdo do Universo. De repente, por uma perturbação aleatória, tal

campo iniciou uma súbita expansão, não para um espaço vazio circundante, pois não há espaço fora do conteúdo do Universo, mas sim como

um inchamento do próprio espaço, levando consigo seu conteúdo, rarefazendo-se e esfriando.

Aquele conteúdo primevo pode ter surgido, sem ser proveniente de coisa alguma, imediatamente antes do início da expansão ou já estar alí.

De qualquer modo, antes que a expansão se desse, não havia decurso de tempo, pois este só ocorre se existe alguma alteração no estado do

Universo. No Big Bang é que o tempo começou. Assim, a rigor, não existe sequer “antes” do Big Bang.

Certamente que antes do surgimento desse conteúdo primevo não havia coisa alguma, nem conteúdo material, nem radiação, nem campos,

nem espaço (nem mesmo vazio), nem tempo, nem entidades de qualquer espécie, como espíritos ou deuses. A tal situação, que não é uma

entidade, dá-se o nome de “nada”.

Ao expandir e esfriar, o campo condensou-se em quantizações de partículas e antipartículas, e a história toda levou ao que existe hoje. A

passagem de uma distribuição caótica para as estruturas organizadas das galáxias, estrelas, planetas e os seres vivos, existente aqui na Terra,

com a redução localizada da entropia, é uma decorrência do caráter cumulativo da gravidade (não apresentado pelo eletromagnetismo) e das

forças do tipo Van der Walls e pontes de hidrogênio, responsáveis pelas moléculas orgânicas.

Eternidade

by Ernesto @ 18:19. Filed under Cosmologia, Metafísica, Religião

Eternidade é uma situação em que o tempo continua sempre a passar, sem cessar. Tal situação só tem sentido, se ocorrer, para o Universo

como um todo. Qualquer subsistema do Universo certamente não permanecerá indefinidamente caracterizado como tal e, fatalmente, em

algum momento, deixará de ter as características que lhe garantem a essência de ser o que é. Assim a única coisa que poderia ser eterna é

apenas o próprio Universo, como o sistema de tudo o que existe. Mesmo assim não é garantido que o tempo não atinja um limite e cesse de

passar. O conceito de eternidade também pode ser extendido para o passado, mas tudo indica que, de fato, o tempo não se extende

indefinidamente para o passado, tendo havido um começo.

A única coisa que poderia não ter começo e nem fim é o próprio Universo. Qualquer de seus subconjuntos sempre tem um momento de

formação e de desintegração. O fato de poder ser eterno tanto para o passado quanto para o futuro, não faz do Universo nada que não seja

natural. Sobrenatural é algo que não existe. Existem coisas que não são naturais, mas são produtos de seres naturais, feito o homem, como os

artefatos, as idéias, os conceitos, as normas, os valores etc. Nada disso é eterno, pois as abstrações só existem se houver mentes para

concebê-las e as mentes estão em corpos que, todos eles, se desintegrarão um dia, antes mesmo do fim do Universo, juntamente com seus

artefatos.

Por termos percepção e razão podemos fazer inferências a partir da observação do mundo. E elas conduzem à conclusão da extrema

implausibilidade da existência de algum ser com as características que são consideradas essenciais para que seja denominado Deus. Não estou

dizendo que seja justo e bom, apenas que tenha inteligência, vontade e poder para agir à revelia das leis da natureza, ou mesmo de

estabelecê-las a seu bel prazer. Tal entidade não é absolutamente necessária para a explicação de coisa alguma e, se existir, não se manifesta à

observação e nem é capaz de ser inferida por raciocínio nenhum, com base no conteúdo e nas ocorrências do Universo.

Assim não há justificativa para supor a eternidade de um ser extrínseco ao Universo que o tenha criado e a ele sobreviveria. Do mesmo modo,

a existência indefinida da consciência, cessada a vida do corpo que a suporta, não tem base nenhuma, pois consciência, como função da

mente, é uma ocorrência advinda do funcionamento do sistema nervoso, que deixa de existir com a fim do organismo de que faz parte.

Nada e o Infinito

by Ernesto @ 0:04. Filed under Cosmologia, Metafísica

10

É preciso distinguir os conceitos das coisas que eles pretendem significar. Pode-se conceituar e definir qualquer coisa. Que ela exista é outro

problema. “Nada”, conceitualmente, é meramente uma palavra para designar a ausência de qualquer coisa, de tudo o que se possa conceber

que exista. Nada não é uma entidade, como o é o conjunto vazio, que é uma conceito abstrato, real dentro da categoria das realidades

conceituais. Mas, na categoria das realidades concretas, isto é, de existência independente de mentes que as concebam, não existe nada que

seja “nada”. A ausência de espaço (mesmo vazio), de tempo, de conteúdo substancial de qualquer espécie (mesmo espíritos ou deuses), de

qualquer tipo de evento, fenômeno ou ocorrência, isto é o que se quer dizer com a palavra “nada”. Resta saber: é possível não existir coisa

alguma ou evento algum? Ontologicamente não há nenhum impedimento. A existência de algo ao invés de nada é um fato completamente

destituído de necessidade. Poderia perfeitamente não existir coisa alguma. Mas existe! Existe o espaço (mas não espaço vazio, o vácuo sim), o

tempo e um conteúdo que os preenche, que são campos, matéria, radiação e eventos. Um ser não é aquilo que “é” alguma coisa, mas o que é

alguma coisa existindo ao longo do tempo. Caso contrário é um ente puramente conceitual. Denomina-se “Universo” ao conjunto de tudo que

concretamente existe (já o conceito de “mundo” é mais amplo, pois abrange as realidades puramente conceituais, axiológicas, culturais e de

qualquer outra categoria de realidade que se imagine). Por realidade concreta estou considerando o tempo, o espaço, a matéria, os campos, a

radiação, as estruturas formadas por estes conteúdos e os eventos, fenômenos e ocorrências que com eles se dêem (note-se que “energia”,

não é uma entidade substancial do Universo, mas tão somente um atributo que certas entidades, sistemas e estruturas podem possuir, assim

como carga, spin, momento linear etc.).

O problema da possibilidade de inexistência de qualquer coisa é fenomenológico e requer investigação experimental ou observacional,

certamente apoiada em modelos teóricos explicativos da realidade. Aí se coloca a “Teoria da Relatividade Geral”. Concebida por Einstein para

tentar resolver a questão de como correlacionar medidas em referenciais com aceleração relativa, ela tornou-se uma teoria da gravitação

quando Einstein percebeu que o Princípio da Equivalência não era uma mera coincidência, mas um fato fundamental da natureza, como o é a

constância da velocidade da luz no vácuo (mas não no vazio, pois no vazio não tem nem luz – aliás, não existe vazio no Universo nem fora

dele). Em suma, não se pode localmente distinguir um referencial acelerado de um campo gravitacional. Não localmente sim, pois a terceira

derivada do potencial gravitacional, responsável pela “força de maré” representa a “curvatura intrínseca” do espaço-tempo na região. Assim,

um corpo sob ação da gravidade, não estaria sujeito a força alguma, mas apenas se moveria inercialmente ao longo das geodésicas do espaço-

tempo encurvado pela presença de um conteúdo possuidor de massa ou energia. Ao se fazer a aproximação local pelo espaço-plano tangente

ao curvo, tal movimento se apresentaria como resultado de uma interação, dita gravitacional. Para uma compreensão da matemática

envolvida, sugiro o livro do Ohanian “Gravitation and Spacetime” de leitura acessível a quem tenha estudado apenas cálculo infinitesimal, pois

a geometria diferencial de Riemann é dada no próprio livro. Para um estudo mais aprofundado o melhor é o livro “Gravitation” de Misner-

Thorne-Wheeler. Não adianta pretender escapar da matemática, pois não é possível ter um conhecimento, entendimento e compreensão da

Relatividade Geral sem matemática (por isto é que eu acho que o cálculo diferencial e integral já devia ser dado no Ensino Médio, já que não é

bicho de sete cabeças (apenas seis)).

Poucos anos depois de sua publicação, outros cientistas passaram a buscar soluções das Equações de Einstein (um sistema de equações

diferenciais de segunda ordem não lineares, mas lineares na primeira derivada, entre o tensor de curvatura e o tensor momentum-energia do

conteúdo), para situações de uma massa puntiforme (uma estrela), o que levou à descoberta teórica dos “Buracos Negros” e para o Universo

como um todo. Estas últimas foram achadas pelo abade Lemaître e, num caso especial, por Friedmann. O interessante é que elas mostravam

que o Universo não poderia ser estacionário, mas que, necessariamente, estaria se expandindo ou contraindo. Não crendo em tal possibilidade

11 (um preconceito), Einstein introduziu “ad hoc” a “Constante Cosmológica” para que a solução pudesse ser estacionária. Pouco depois, Hubble,

em Monte Wilson, descobriu o “red shift” das galáxias distantes, cuja interpretação só podia ser de que o Universo estava “inchando”, já que

as outras possibilidades eram altamente implausíveis (o movimento real, o desvio gravitacional e a absorção intergaláctica). Este inchamento

não é um afastamento por movimento relativo de uma galáxia em relação a outra, mas um crescimento global do próprio espaço, isto é, as

galáxias se afastam não porque se movem, mas porque o espaço entre elas cresce. Isto mostra que o espaço não é uma entidade apriorística

dentro da qual se distribui o conteúdo do Universo, mas sim algo determinado pelo próprio conteúdo. Ou seja, não há espaço sem conteúdo. O

espaço é uma entidade dinâmica do Universo. Do mesmo modo o tempo só existe porque o estado do Universo não permanece invariável. São

as mudanças no estado do Universo como um todo que criam o tempo, que também não é apriorístico. Se o estado não mudar, como pode

ocorrer com a “morte térmica” do Universo, o tempo não passa. Einstein arrependeu-se de seu vacilo em introduzir a “constante

cosmológica”, que, todavia, está sendo ressuscitada como uma das possíveis explicações para a dita “energia escura”.

Se o Universo está em expansão, retrocedendo no tempo, sua densidade iria aumentando, pois o mesmo conteúdo ocuparia volumes cada vez

menores para o passado, até que, num certo momento, a densidade seria matematicamente infinita. Na verdade, antes disto, os pressupostos

das soluções de Friedmann (continuidade, homogeneidade e isotropia) não mais seriam obedecidos e a singularidade matemática, de fato, não

existiria, pois, então, fenômenos quânticos prevaleceriam sobre a gravitação. O que a teoria do “Big Bang” diz é que um conteúdo primevo

extremamente denso, em dado momento, começou a expandir-se, rarefazendo-se e esfriando. Note que não se trata de uma “explosão” de

um conteúdo para um espaço vazio circundante, mas um súbito inchamento do próprio espaço. Inclusive, se o Universo for infinito, ele sempre

assim o foi, mesmo no Big Bang. Mas infinito é algo sobre o que discorrerei depois. A questão é: e “antes” do Big Bang? Duas possibilidades

emergem. Ou o conteúdo (um campo indiferenciado) surgiu naquele momento, em que também surgiram o espaço e o tempo e, portanto, não

haveria “antes” nenhum; ou este conteúdo foi o resultado final de um processo de contração de um Universo anterior. Neste caso, o tempo

atual também teria surgido ali e o tempo do Universo anterior teria sido encerrado. Para o futuro pode ser que a expansão atinja um máximo

e, então, passe a haver uma contração, até se chegar às condições iniciais, iniciando-se outro ciclo de expansão. Ou a expansão será indefinida.

A escolha entre estas hipóteses se prende à determinação de parâmetros observacionais, como a densidade global do Universo e a taxa de

aceleração da expansão. Os valores atualmente disponíveis parecem indicar que a expansão será indefinida.

A questão não deve ser colocada em termos de se acreditar que o Universo seja finito ou infinito, no tempo e no espaço e se teria havido um

surgimento, antes do que não haveria “nada”. Isto não é uma questão de crença e sim de verificação fática por meio de observações que

permitam inferir o que, de fato, é verdade, ou, pelo menos, indícios seguros nesse sentido. Os dados observacionais concernentes à expansão

cósmica e à radiação de fundo de microondas mostram, de forma insofismável, independentemente da teoria cosmológica que se adote, que o

Universo não existe indefinidamente para o passado do modo como se apresenta hoje. Este Universo possuiu um momento inicial e isto não é

conjectura e sim fato. Se ele será eterno para o futuro ou terminará, ainda é uma questão não respondida de forma cabal, por insuficiência de

dados precisos sobre os parâmetros controladores da expansão (densidade de massa-energia e aceleração da expansão). Ao que parece, ele

expandir-se-á indefinidamente, mas poderá atingir um estado de energia mínima e entropia máxima, em que a expansão não possuirá

aceleração e o estado do Universo permanecerá imutável. Isto seria atingido assintoticamente e, então, cessaria a passagem do tempo, a

temperatura tendo chegado (assintoticamente, repito) ao zero absoluto. Esta é sua morte térmica.

O surgimento do conteúdo primordial que passou a expandir com o Big Bang é objeto de especulação em várias teorias, como a das branas e a

dos multiversos, que, contudo, ainda estão num estágio hipotético de validade. Não há, contudo, impedimento algum, de ordem física ou

metafísica, para que este conteúdo tenha surgido sem que fosse proveniente de nada que lhe antecedesse (aliás, é assim que os teístas

criacionistas consideram que ocorreu, pois Deus, um ser transcendental, isto é, extrínseco ao Universo, teria criado tudo sem que proviesse de

nada precedente. Já os panteístas consideram que o Universo provém do próprio Deus, numa relação dita de “imanência”).

É preciso entender que o surgimento de qualquer coisa sem ter algo precedente de que provenha, não é a mesma coisa que “surgir do nada”,

pois então estaria se dizendo que existe algo que é o “nada”, do qual teria surgido algum conteúdo. Não existe “nada” como entidade e, logo,

não é possível que algo provenha do nada. Mas pode não provir de coisa alguma. É preciso ter bem claro na mente a diferença entre “não

provir de coisa alguma”, que é possível, e “provir do nada”, que é impossível. Isto porque qualquer lei de conservação (massa, energia, carga,

momento linear, momento angular etc.) refere-se a valores globais de grandezas que medem os atributos conservados em momentos

diferentes. Como antes do surgimento do Universo não havia momentos, não se pode aplicar nenhuma lei de conservação para a situação do

surgimento do Universo. Aliás, as próprias leis físicas só passaram a existir quando o Universo surgiu, pois elas são descrições do

comportamento de seu conteúdo.

Outra questão controversa é a de que o surgimento do Universo não possui “causa”. De fato, causa é um atributo de certos eventos, mas não

uma necessidade para todo evento. Isto é, nem todo evento é um efeito. Existem eventos incausados e eles são a maioria. No mundo

subatômico isto é a regra, exemplificada pelo decaimento radioativo e pela emissão de fótons por átomos excitados (a excitação é condição e

não causa). No mundo macroscópico, o caráter probabilístico e indeterminado da natureza é mascarado pela “lei dos grandes números” da

probabilidade, fazendo parecer que todo evento tenha causa, isto é, seja determinado por algum que o preceda. Como o surgimento do

Universo foi uma ocorrência essencialmente quântica, não precisa ter causa, como de fato não teve. Causalidade é uma inferência induzida da

observação cotidiana de eventos na escala de tempos e dimensões acessíveis ao ser humano. Só que todo raciocínio induzido não é garantido

e contra-exemplos existem aos milhões.

Outro problema é se o espaço do Universo se estende infinitamente ou não. Precisamos diferenciar infinito de ilimitado. Algo pode ser infinito

e limitado bem como finito e ilimitado. Um segmento de reta é limitado, mas possui infinitos pontos. A superfície de uma esfera é finita em

tamanho, mas não possui limites. E o Universo? Na dimensão tempo, já vimos que ele tem um limite inferior ou início do tempo (esqueci de

contestar o argumento Kalam, mas o farei mais adiante). E no espaço? Tanto pode ser que o Universo seja infinito quanto finito, mas, de

qualquer modo, é ilimitado. Note-se que, se o Universo for finito, não existe espaço vazio fora dele. Tudo o que existe está no Universo,

12 inclusive o espaço e o tempo. Não existe “fora do Universo”. Ser finito significa que se você for andando sempre para frente acabará chegando

aonde saiu, vindo por trás (depois de muitos bilhões de anos, se for à velocidade da luz). Ser infinito significa que se você andar sempre para

frente, nunca retornará.

Antes de considerar o caso, há que se fazer uma digressão sobre os conceitos de Universo. O de que estamos falando é o conceito global, isto

é, o conjunto de tudo o que existe. Há um conceito mais restrito que é o de “Universo Observável”. Como o espaço do Universo está se

expandindo (e isto pode ultrapassar a velocidade da luz, pois não é movimento de conteúdo nenhum), existem locais que estão a uma

distância que a luz não foi capaz de vencer e nos atingir até hoje, desde o surgimento do Universo, há 13,7 bilhões de anos. Estes locais são

impossíveis de observar. Devido à expansão, o limite observável está a 46,5 bilhões de anos-luz. A teoria da inflação cósmica prevê que o

Universo total seja, pelo menos, 100 sextilhões de vezes maior que o observável, ou, mesmo, infinito. Outra concepção é a de Multiversos, dos

quais o nosso seria um dentre muitos, até infinitos. Tal hipótese carece de comprovação, aliás, por definição, impossível de se ter, daí ser

infalseável. Considero que o Universo seja único.

Bom senso é algo que não tem sentido nenhum em ciência. O que vale é o que se verifica. Teorias são modelos descritivos que procuram

explicar a realidade por meio de uma linguagem lógica, geralmente matemática. Mas as teorias só o são porque, confrontadas com a realidade,

aderem a ela. Caso contrário são hipóteses. O bom senso diz que todo evento é efeito de uma causa. A realidade mostra que não. Aí estão a

desintegração radioativa e a emissão de luz para atestar. Outra falha do bom senso é dizer que tudo tem que provir de algo, mesmo sem

causa. Assim o é no Universo atual, pois seu conteúdo observa leis de conservação (que não são prescrições e sim descrições). Mas não precisa

ser no próprio surgimento do Universo, pois, neste evento, a passagem da inexistência para a existência, não havia conteúdo para seguir lei

nenhuma. Nada indica que o Universo tenha que ser eterno para o passado. É uma questão de verificação. Bom senso é preconceito humano,

firmado em nosso limitado acesso sensorial à realidade. “Sempre” é outro conceito que se precisa abolir. Porque o Universo englobaria tudo

que “sempre” existiu, sem começo nem fim? É claro que pode ter tido um começo e pode ter um fim! Antes e depois desses limites não

existiria nada, nem mesmo o “antes” e o “depois”. Há que se verificar. Isto tudo que digo não é minha opinião, mas sim o resultado do trabalho

de milhares de cosmologistas ao longo das últimas décadas. Há, inclusive, muitas propostas na mesa, em fase de elaboração e submissão a

testes, como a teoria das cordas, das branas e a do laço gravitacional. Não há nada errado no que estou dizendo. É só consultar a literatura

pertinente ou, até mesmo, a Wikipédia (em inglês, pois em português é muito restrita). Se nos ativermos ao conhecimento em nível colegial,

poderemos equivocar-nos, pois muitas simplificações são feitas.

Como o Universo é o conjunto de tudo o que existe, sua energia interna é constante, pois não há nada fora dele que lhe possa fornecer calor

ou realizar trabalho sobre ele. Mas a energia interna é o total de todas as energias cinéticas e potenciais. Como a carga elétrica total é nula e

está muito bem distribuída, a expansão do Universo não provoca variação na energia potencial elétrica, mas sim na gravitacional, que aumenta

com o afastamento relativo. Daí uma diminuição na energia cinética, cuja densidade por partícula é, justamente, a temperatura. Ou seja, a

expansão do Universo provoca seu esfriamento. No caso da radiação, a diminuição de sua energia significa diminuição de sua frequência, que

atualmente está na faixa de microondas, de 1,9mm de comprimento de onda, equivalente a uma emissão de cavidade (corpo negro) a uma

temperatura de 2,7 kelvins.

Os conhecimentos cosmológicos atualmente disponíveis parecem indicar que o Universo seja espacialmente infinito e temporalmente semi-

infinito, isto é, teve um início, mas poderá não ter fim. Antes que existisse, não havia coisa alguma, nem espaço vazio, nem tempo, nem

conteúdo, situação denominada “nada”. Mas não existia algo que fosse o “nada”, como não existe coisa alguma fora do Universo, se ele for

finito. Não existe nada, nem o “nada”. Outra coisa que não existe é espaço vazio. Todo espaço é preenchido por campo, radiação ou matéria.

Quando não tem matéria, chama-se vácuo. O que seja a matéria já seria objeto de debate em outro artigo. Em meu blog

www.ruckert.pro.br/blog , digitando-se a palavra “matéria” na caixa de busca, poder-se-á encontrar todas as postagens em que isto foi

abordado.

Não vejo necessidade de inventar outro nome para o Universo. Parece que sua definição como o conjunto de tudo o que existe,

concretamente falando, contempla exatamente o que estamos discutindo. No sentido filosófico do termo, concreto não significa sólido e nem

material, mas não abstrato, isto é, que não seja apenas o produto de concepções mentais, mas exista objetivamente fora das mentes como

algo tangível, ou seja, passível de apreensão, mesmo que por instrumentos, se nossos sentidos não forem capazes. Isto exclui espíritos, idéias,

valores, símbolos e tudo que não seja natural, que, por outro lado, são incluídos no conceito de “mundo”. O Universo é, pois, a totalidade da

realidade natural. E esta totalidade pode ser finita ou infinita, tanto no tempo quanto no espaço. No entanto, os dados observacionais

parecem indicar que seja infinita no espaço e semi-infinita no tempo.

O “argumento Kalam” (Kalam são as escolas teológicas muçulmanas) diz que o Universo não pode ser eterno para o passado, pois se tivesse

surgido em um momento infinitamente afastado para o passado, não teria havido tempo para se chegar ao presente, e o presente existe. Este

argumento é falacioso, pois ser eterno para o passado não significa ter começado em um momento infinitamente longínquo, mas sim, não ter

começado em momento algum. Então todos os momentos são possíveis, inclusive o presente. Os fatos mostram que o Universo teve um

começo, mas não pelo argumento Kalam, que é usado para justificar uma das premissas da “prova cosmológica” da existência de Deus,

conhecida como a do “motor primo”, que não é válida porque suas duas premissas não são verdadeiras, ou seja, nada impede (lógica e

ontologicamente) que o tempo tenha que ter tido um começo e nem há necessidade que todo evento seja efeito de uma causa.

O surgimento do tempo

by Ernesto @ 1:22. Filed under Cosmologia

Os modelos cosmológicos que previam que o Universo não seria estático, mas se expandiria ou se contraria, foram desenvolvidos com base na

Teoria da Relatividade Geral e em certos pressupostos, como homogeneidade, isotropia, coordenadas comoventes, tempo sincronizado e um

13 conteúdo de densidade e pressão uniformes (podendo variar como o tempo), podendo, ainda, apresentar uma “constante cosmológica”. Tais

são os chamados “Modelos de Lemaître” que, no caso de pressão e constante cosmológica nulas, são os “Modelos de Friedmann”. Estes são os

geralmente considerados e a solução das equações diferenciais obtidas levam aos casos de curvatura nula (Universo aberto e plano), positiva

(Universo fechado) ou negativa (Universo aberto). Nos três, há momentos em que o “fator de escala”, que calibra a distância entre dois pontos,

se anula, fazendo com que todo o conteúdo esteja concentrado em um único ponto. Isto ocorre no tempo zero e em momentos periódicos, no

caso da curvatura positiva. As soluções de Universo aberto não admitem tempos negativos. Todavia, as condições existentes no instante zero,

não atendem à pressuposição de haver uma densidade de conteúdo, pois esta seria infinita, o que não é um valor. Portanto, neste momento, a

solução não se aplica, sendo requerido outro modelamento, que, no caso, é a consideração dos efeitos quânticos, ainda não provida. De

qualquer modo, pode-se inferir que, a considerar que as equações de Einstein descrevem o espaço-tempo do Universo e seu conteúdo

(campos, radiação e matéria) de um ponto de vista total, então não haveria espaço-tempo antes do instante zero dos tempos, e, logo,

conteúdo que lhe preenchesse (nem, tampouco, “antes”). Isto é, o tempo, de fato, começou no Big Bang.

Pode-se especular, de forma plausível, como se deu o surgimento do conteúdo que começou a se expandir com o Big Bang. É preciso entender

que o Big Bang não foi uma “explosão” de um conteúdo lançado para um espaço vazio pré-existente. Todo o espaço existente é o que continha

o conteúdo. Não existe espaço vazio fora do Universo (nem dentro). O que ocorreu foi um súbito “inchamento” do espaço. A expansão do

Universo não é um movimento de suas partes umas em relação às outras (mas isto também existe), mas sim um aumento da distância entre as

partes, sem que elas saiam do lugar, por motivo do crescimento do próprio espaço.

Duas hipótese podem ser lançadas: Ou o conteúdo já existia quando o tempo começou, ou surgiu naquele momento. Seriam ambas plausíveis

e não contrariam nenhuma lei física? Estas descrevem o modo como o conteúdo do Universo evolve no espaço-tempo e só existem se estes

existirem. Portanto, “antes” do Big Bang, não havia “nada”, nem tempo, nem vazio, nem leis. Isto significa que não poderia haver conteúdo,

pois a existência de algo é a sua permanência no espaço enquanto passa o tempo. Nada pode existir fora do espaço e do tempo. Este é um

argumento filosófico e não físico. Mas filosofia, se bem aplicada, também é válida, quando a física não tem resposta. Resta, pois, a opção de

que o conteúdo surgiu com o tempo. De onde? Ora, as leis de conservação, que exigiriam uma resposta a esta pergunta, se aplicam a valores

de um sistema medidos em dois instantes distintos do tempo. Se não havia tempo, não há como comparar grandeza nenhuma do Universo pré

e pós Big-Bang. Além do que as leis também surgiram no Big Bang. Então, nada impede que o conteúdo tenha surgido sem que fosse

proveniente de coisa alguma anterior. Como surgiu é outra conversa, cuja resposta vai depender de teorias e dados observacionais ainda não

disponíveis.

Alguém disse que o Universo seria constituído puramente de matéria. Falando do Universo natural (isto é, excluindo-se abstrações como

idéias, conceitos, sentimentos e tudo o que seja produto exclusivo de mentes), seu conteúdo é constituído de campo, matéria e radiação.

Matéria é um conglomerado de quantizações fermiônicas de campo e radiação são quantizações bosônicas de campo, logo o Universo é todo

constituído de campo. Energia não é um constituinte do Universo, como também massa, carga ou spin. Estes são atributos dos constituintes

que, inclusive, podem ser mensurados por grandezas, geralmente com a mesma denominação. Não existe “energia”, como uma coisa em si,

mas apenas coisas que possuem energia (ou massa, carga ou spin). A equação E=mc² não atesta a equivalência entre matéria e energia, mas

entre “massa” e energia, que são grandezas, enquanto matéria é um tipo de constituinte do Universo. Antimatéria também é matéria, só que

com as partículas com a carga invertida em relação à matéria comum. Se uma partícula de matéria colidir com sua correspondente

antipartícula, elas não se transformam em “energia”, mas sim em radiação (fótons), que carreiam a energia correspondente à massa das

partículas, pela equação de Einstein. O Universo é totalmente preenchido pelo seu conteúdo. Não há espaço vazio. Quando não há matéria, há

sempre campos e radiação, e isto se chama “vácuo”. Do conteúdo do vácuo é possível haver o surgimento expontâneo de um par de partícula

e antipartícula. No início do Universo isto é o que acontecia o tempo todo em todo lugar, mas uma assimetria entre a meia-vida de partículas e

antipartículas acabou deixando sobrar matéria e não antimatéria. Toda a matéria existente é só um trilionésimo do total de matéria e

antimatéria que existia. O resto ficou por aí como os fótons da radiação de fundo, quando o Universo ficou transparente, 380 mil anos depois

do Big Bang.

O que é nada

by Ernesto @ 0:52. Filed under Cosmologia

Nada é a ausência de tudo: matéria, campos, radiação, espaço, tempo, vácuo e vazio. Muito bem. Aperte a ponta do seu indicador contra a

ponta do seu polegar e considere que seja possível expulsar todo o ar entre eles, e que eles se toquem de forma completa. O que há entre

eles? Alguma matéria? Algum campo? Alguma radiação, O vácuo? Algum espaço, mesmo vazio? Nenhuma dessas coisas. Resposta: não há

“NADA”. Isto é o que vém a ser nada, exemplificado na frente do seu nariz.

É preciso não confundir nada com vácuo e vazio. Vácuo é um espaço sem matéria, mas com campos e radiação. Vazio é um espaço sem

matéria, nem campos nem radiação. Isto não existe no Universo. Todo espaço existente no Universo é preenchido por algum conteúdo,

podendo ser o vácuo, mas não o vazio. Nada é a ausência inclusive do espaço vazio, isto é, não há nem lugar vazio para caber algo que não está

lá (isto é o que se entende por espaço, ou seja, a capacidade de caber, o conjunto das possibilidades de localização de algo). Quanto ao tempo,

este só flui se houver alguma coisa acontecendo, isto é eventos que modifiquem o estado do Universo como um todo. Se não houver nada

para mudar ou se o que existir não mudar em nada, o tempo não passa.

Assim, o Big Bang, realmente pode ser considerado a origem do Universo, pois neste momento o conteúdo todo do Universo começou a

expandir-se, inciando-se o fluxo do tempo. Não há momentos anteriores a este no fluxo de tempo que experimentamos, mesmo que este

conteúdo já existisse, mas estivesse imperturbado. Ou que ele fosse proveniente de um Universo anterior, que tenha se contraído até uma

singularidade, com a cessação daquele fluxo de tempo.

O Big Bang, assim, não explica a origem desse conteúdo, que, realmente, não constituia uma singularidade matemática (densidade infinita),

pois os pressupostos da Relatividade Geral em que ele se fundamenta, não se aplicam naquele contexto.

Tanto pode ser que ele já existisse ou que tenha surgido, por acaso, no momento inicial da expansão. Não há teorias a esse respeito.

14 Não há nenhum impedimento, físico ou ontológico, que proiba o surgimento do Universo de forma incausada e sem que seja procedente de

algum conteúdo anterior.

A noção de causalidade provém de um raciocínio indutivo, calcado na observação das ocorrências acessíveis à observação humana, em sua

escala de tempos e dimensões. Como toda conclusão induzida, ela é válida enquanto não se tenha um contra-exemplo. Com o advento da

Física Quântica, verificou-se a existência de miríades de eventos sem causa, como o decaimento radioativo e a emissão de luz. A excitação dos

núcleos e dos átomos, que permitem tais eventos, são condições (fatores que possibilitam) e não causas (fatores que determinam) deles.

Além disto, as leis de conservação que proibiriam o surgimento de alguma coisa sem que proviesse de algo, só se aplicam ao Universo tal qual

é, com o seu conteúdo. Na passagem de inexistência para a existência do Universo, nenhuma lei física se aplica, especialmente as de

conservação, pois elas se referem a conteúdos existentes em dois momentos distintos do tempo e, antes do surgimento do Universo, não

havia tempo. Portanto não há impedimento de que tudo tenha surgido do nada, sem motivo algum e sem propósito algum. E surgiu como é,

com as leis que descrevem o seu comportamento, por coincidência. Poderia não ter surgido nunca ou poderia ter surgido de uma forma tal

que não houvessem átomos, nem estrelas, nem planetas, nem vida, nem seres humanos. Existimos por acaso. Por uma incrível sequência de

coincidências favoráveis, extremamente improváveis de terem se dado como foi, mas foi assim que se deu, por isso estamos discutindo isto

agora. O acaso é capaz de QUALQUER COISA. Probabilidade remotíssima não significa impossibilidade.

Constituintes do Universo e seus atributos

by Ernesto @ 2:48. Filed under Cosmologia

Nebulosa Trifídia

Entende-se por Universo físico o conjunto de tudo que seja natural. Trata-se de uma entidade que existe, isto é, um ser e não meramente um

conceito, ou seja, há algo realmente existente que corresponde ao conceito que se tem por Universo. Pode-se cogitar de que seja constituido

tal ser. Um ser possui um conteúdo substancial e um arcabouço formal. Substancialmente falando o Universo é composto de campo, radiação

e matéria, sendo campo o fundamental, pois radiação e matéria são quantizações de campos. Campo não é feito de nada mais primitivo. Ele é

o constituinte básico. O arcabouço formal é o espaço e o tempo, no qual os constituintes substanciais se estruturam e possuem uma dinâmica,

ou seja, uma forma de alterar o seu estado, que é o modo como o conteúdo se dispõe espacialmente e como seus atributos são alocados. Os

atributos são características do conteúdo, como localização, extensão, disposição, movimento, energia, carga elétrica, magnetização, rotação e

outros. A descrição de como esta dinâmica ocorre é que são as “Leis Físicas”. É preciso entender que o Universo inteiro é um único campo,

aqui e acolá quantizado em partículas materiais (férmions) e de radiação (bósons). Isto significa que todo sistema (subconjunto do Universo)

está em constante interação com o restante, por mais isolado que seja. Assim o dito “reducionismo” é válido, para efeito didático das

explicações, desde que entendido de uma forma abrangente, isto é, considerando as não linearidades e as retroalimentações. Assim sendo

pode-se dizer que “tudo é Física”, mesmo o amor e a política. Não preciso nem mencionar que entidades de natureza sobrenatural não

existem.

Matéria, radiação e campo não são atributos, são tipos de constituintes do Universo. Os constituintes seriam as espécies de cada um desses

tipos, como quarks, prótons, nêutrons, híperons, elétrons, müons, táons, neutrinos (espécies de matéria); fótons, grávitons, glúons, W, Z,

(espécies de radiação); campo elétrico, magnético, gravitacional, fermiônico, bariônico, gluônico, forte, fraco (espécies de campo). Costuma-se

tomar o todo pelas partes, dizendo que matéria, radiação e campos são constituintes do Universo (e não tipos). Na concepção de cordas e

branas, estas seriam formas de apresentação do campo de que tudo é feito. Atributos são características exibidas por estes constituintes,

como localização, extensão, duração, velocidade, aceleração, momentum, spin, energia cinética, energia potencial, número bariônico, número

15 leptônico, helicidade, estranheza, isospin etc. Normalmente aos atributos são associadas grandezas mensuráveis, com o mesmo nome. Aos

sistemas complexos são associados atributos estruturais e dinâmicos de outras ordens, muitas vezes também possuindo grandezas

correspondentes (denominadas “de estado”), como densidade, temperatura, entropia, pressão, compressividade, reatividade, aroma. Muitos

atributos não são atribuídos a sistemas, mas a ocorrências que se dêem com eles, como força, impulso, trabalho, calor, som, cor, cujas

grandezas não são de “estado”, mas sim de “processo” ou de “interação”. Todavia certos atributos, mormente quando associados a sistemas

complexos, não possuem grandeza associada, como beleza, bondade, honestidade, ou outros.

Surgimento do Universo

by Ernesto @ 1:09. Filed under Cosmologia

Eta Carinae

O fato de não se ter explicação científica para várias ocorrências no Universo (natureza) não significa que elas nunca serão achadas, como

atesta a história da ciência.

Filosofia e Metafísica não tem nada a ver com sobrenatural e esoterismo. São disciplinas válidas e sérias. Todo físico deveria entender bem de

Filosofia, assim como todo filósofo precisa entender de Física, especialmente Relatividade e Quântica.

O fato do Universo ter surgido no Big Bang ou sempre ter existido não é impossível de se entender. Ambas considerações são possíveis e a

decisão depende de dados observacionais, que ainda não são conclusivos. O Big Bang é um fato comprovado, mas a teoria a seu respeito não

diz que nele se deu o surgimento do conteúdo primordial, cujo início da expansão consiste no Big Bang. Não há teoria física comprovada sobre

como apareceu o conteúdo que se expandiu. Todavia não há, também, nada que diga que não possa ter surgido sem ser proveniente de coisa

alguma, pois, nada existindo, também não há leis de conservação a serem observadas. Note-se que a expansão do Universo não é a expansão

de seu conteúdo para um vazio, mas sim a expansão do próprio espaço, que é todo ele preenchido pelo conteúdo do Universo, mesmo que

sejam apenas campos, sem matéria (vácuo). Espaço vazio não existe.

Outra possibilidade é de que tal conteúdo tenha sua origem na contração de um ciclo precedente do Universo que, deste modo, não teria

início, mas passaria por uma sucessão eterna de Big Bangs e Big Crunchs. A aceleração da expansão, contudo, parece indicar que tal não é o

caso.

Aperte a ponta de seu indicador contra a do polegar e suponha que você consiga expulsar todo o ar entre elas. O que há alí? Nada! Conteúdo

nenhum, nem espaço vazio. Nada é isto: ausência total, inclusive de espaço e tempo. Não havia nada antes de surgir o Universo, nem

conteúdo, nem vazio, nem tempo. Supor que algo, isto é, tudo, tenha surgido sem provir de coisa anterior não é incompreensível. É mais

passível de compreensão do que admitir que tudo fora criado por Deus, pois este, não sendo natural, teria que criar tudo sem ter de onde tirar.

Supor a existência de um Deus extranatural é mais absurdo do que supor a passagem da inexistência para a existência sem ter do que ser

proveniente. Não estou falando do surgimento de pares de partícula e antipartícula por flutuações quânticas do vácuo, pois o vácuo não é

nada, já que contém espaço, tempo e campos, além da radiação que permeia todo o Universo e o atravessa.

Mesmo que não se consiga compreender como isto pode se dar, tal não significa que não possa assim o ser, pois há muitos fatos que ainda não

se compreendem. A história da ciência, contudo, mostra que muito do que antes era incompreensível, atualmente o é, de modo que pode-se

supor que um dia o surgimento do Universo poderá ser explicado. Ou não. Mas isto não leva a supor a interveniência de algum agente

extrínseco ao Universo em sua “criação”. Neste caso seria preciso explicar a origem desse agente. Se a explicação é de que ele não possui

16 origem, então porque não se aceitar que o Universo assim o seja? Ou que sempre tenha existido, outra possibilidade. Todavia, não são

elucubrações filosóficas nem crenças mitológica que darão a resposta, mas sim evidências fatuais e comprovações racionais, com base nelas.

O fenômeno a que se dá o nome de “Big Bang”, traduzido como “Grande Explosão”, não se trata de uma explosão, pois isto seria um subito

afastamento das partes constituites de um todo que se projetariam para longe umas das outras em um espaço pré-existente em que elas antes

não estavam. Não foi isso que ocorreu. Não havia espaço fora do conteúdo total do Universo que se condensava em uma densidade altíssima,

mas não infinita, pois o valor infinito é previsto pela teoria da Relatividade Geral, cujos pressupostos não se aplicam nas condições então

existentes. Inclusive, se o Universo for infinito, ele sempre foi infinito, mesmo no Big Bang. O que aconteceu é que o próprio espaço, por

alguma perturbação aleatória, começou a expandir-se, promovendo o afastamento mútuo entre suas partes constituintes, sem que elas se

movessem. O espaço é que cresceu (inchou). O termo adequado seria, pois, “Grande Expansão”. Da mesma forma o termo “Energia Escura”

para designar o componente do Universo que provoca a aceleração da expansão é inadequado, pois energia não é um constituinte do Universo

e sim um atributo de seus constituintes. Trata-se, na verdade, de um “Campo” de natureza desconhecida, às vezes denominado

“Quintessência”, que possui energia em um montante tal que corresponde a 74% do total de massa-energia do Universo. Outra grave

incorreção é dizer que o Universo é feito de matéria e energia. Nada disso. É feito de matéria, radiação e campos, que possuem massa e

energia, como atributos, assim como carga elétrica, movimento, rotação, magnetismo etc. Acontece que a grandeza que mede o atributo

energia, também denominada energia, é equivalente à grandeza que mede o atributo massa, chamada massa, pela equação E=mc², em que o

valor “c” é o da velocidade da luz no vácuo, mas nesta equação não significa uma velocidade e sim uma constante de proporcionalidade, para

converter as unidades de medida das duas grandezas.

Orígem da Matéria

by Ernesto @ 0:23. Filed under Cosmologia

De fato, todos os conceitos da Física são construtos humanos. Na realidade não existe “força”, “energia”, “matéria”, “campo”, “espaço”,

“tempo”, “movimento” etc. Ao contemplarmos o mundo exterior fazemos um modelo mental dele e, nesse modelo, criamos tais conceitos

para representar alguma coisa que se nos apresenta da forma em que a conceituamos. Mas tal coisa, em sí, na realidade externa à mente, não

necessariamente é o que se concebe que seja. Todavia há uma referência circular nesse processo. Se o mundo como percebemos é uma

representação mental, há uma mente, como bem o disse Descartes. A partir desta constatação, constrói-se o arcabouço do conhecimento. Há

duas concepções. No dualismo a mente é algo à parte do mundo físico e no monismo fisicalista ela está inserida nele. Não vejo necessidade de

postular nada extra-natural para entender a mente, que considero uma ocorrência advinda da complexidade da estrutura e da dinâmica do

sistema nervoso. Isto é, existe um mundo exterior que possui alguma constituição substancial que se organiza de tal forma que dá surgimento

a mentes que, por sua vez, têm uma percepção da existência do mundo e elaboram um modelo representativo dele, modelo este que,

inclusive, pretende representar a própria mente. O que é a realidade exterior em si mesma é algo que a ciência e a filosofia buscam atingir.

Assim, matéria, o tema deste tópico, é um conceito (e como tal possui existência na realidade das idéias), que corresponde a algo existente no

mundo fora das mentes. É importante perceber, contrariando Platão, que a idéia não precede a coisa em sí, que seria uma imagem dela. Pelo

contrário, a idéia é uma imagem de algo existe por si mesmo. Mas este algo não é, necessariamente, o que diz o conceito que dele se faz.

Então o que é matéria?

A matéria é feita de átomos, que são feitos de prótons e nêutrons no núcleo e elétrons rodando em volta, mais ou menos como o sol e os

planetas. Os prótons têm uma eletricidade positiva e os elétrons negativa. A antimatéria é igual à matéria, fora o fato de que os prótons dela

são negativos e os elétrons é que são positivos (chamados pósitrons). Podem haver lugares no Universo em que tudo seja feito de antimatéria

e seria igualzinho ao que se tem aqui. O único problema é que quando a matéria encontra a antimatéria, elas se destroem, transformando-se

em luz, que leva a energia delas. Por isto é difícil haver antimatéria, a não ser que tudo seja de antimatéria. Tem um aparelho médico,

chamado tomógrafo de emissão de pósitrons, que detecta os raios gama (um tipo de luz) emitidos quando os pósitrons de uma substância

radioativa que a pessoa ingeriu emitem (como o carbono 11), colidem com elétrons normais e é destruído.

17 Já disse em outras postagens que o conteúdo básico do Universo é aquilo que conceituamos como “campo”. Que, inclusive, está sempre

presente em todo o espaço, mesmo no vácuo (mas não no vazio, só que vazio não existe). Dos campos existentes, o fundamental é o campo

primordial inespecífico, cujas flutuações dão azo ao surgimento de tudo o que existe. De fato, as partículas constitutivas da matéria e da

radiação, os férmions e os bósons, surgem como emanações fortuitas desse campo, mais ou menos como, ao se aquecer a água, o ar nela

dissolvido faz surgir bolhinhas em seu interior, antes que a ebulição ocorra, quando, então, surgem grandes bolhas de água vaporizada no

interior do líquido. Assim, no vácuo, podem surgir concentrações quantizadas que são os férmions (quarks e leptons) e os bósons (fótons,

gluons etc). Mas estes sempre surgem aos pares, partícula e antipartícula, comportamento que preserva a conservação do número bariônico e

leptônico, exceto no caso dos fótons, que não possuem anti-partícula (o que leva a crer que o campo eletromagnético tenha um papel

fundamental). Aliás, os fótons são exatamente o que muitos chamam de “energia”, considerada como entidade. Na verdade a energia é um

atributo desses fótons. O campo mesmo possui uma energia, que, no surgimento de férmions, passa a constituir a “massa de repouso” dessas

partículas (que formarão os prótons e nêuntrons, pelo confinamento dos quarks, e os elétrons, partículas que se estruturam em átomos e

moléculas que formam a matéria). Considera-se contudo, que tais férmions, são formados a partir de um tipo de bóson, chamado de Higgs,

que é o responsável pela transformação de energia em massa, no processo. O “Large Hadron Collider” do “Conseil Européen pour la Recherche

Nucléaire” é um caríssimo dispositivo construído para detectar, entre outras coisas, esta partícula. A matéria, é, pois, um conglomerado de

quantizações fermiônicas desse campo primordial.

Há uma imensa diferença entre vácuo e vazio. Vácuo é um espaço não ocupado por matéria. Mas não é vazio. No vácuo existe campo e

radiação. Campo gravitacional (curvatura do espaço) sempre há. Pode haver campo elétrico e magnético. Mas não há campo nuclear forte nem

fraco, pois eles não se estendem apreciavelmente além das partículas materiais que lhes dão origem. E, evidentemente, o vácuo é

abundantemente preenchido por radiação, pelo menos os fótons da radiação de fundo do Universo, mas também os fótons da luz e de todas

as demais frequêncidas do espectro eletromagnético que são emitidas pelos astros e que cruzam o espaço para todos os lados. Vazio já seria

um espaço em que não haveria conteúdo nenhum. Nem matéria, nem campos, nem radiação. Mas haveria o espaço, isto é, a capacidade de

conter algo, só que não conteria. Espaço é o conjunto de possibilidades de localização, ou seja, de onde algo poderia estar. Espaço vazio é a

existência dessa possibilidade não concretizada.

Simplesmente não existe vazio no Universo. Não há lugar nenhum do Universo que não esteja preenchido por algum conteúdo. Vácuo sim,

existe. Há regiões imensas no Universo inteiramente despidas de qualquer conteúdo material. Só preenchidas por campo e radiação. Mas não

são vazias e esses campos e a radiação possuem energia, momentum, spin e outros possíveis atributos. É preciso, contudo, entender que elas

não são preenchidas por “energia”. Energia não é algo, não é uma entidade, é apenas um atributo de entidades. Não existe “energia” pura,

mas apenas coisas que “possuem” energia. Para completar quero deixar o conceito de “nada”. Nada é a ausência total de qualquer coisa, não

apenas de conteúdo em um espaço vazio, mas, inclusive, do próprio espaço. Ou seja no nada não há nem lugar vazio para caber alguma coisa.

E, certamente, não há passagem de tempo. Quer ver o nada? Encoste a ponta de seu polegar na do indicador e suponha que conseguiu

expulsar todo o ar intersticial. O que há entre eles? Resposta: Nada! Vazio, contudo, não existe.

A teoria do Big Bang é um modelo que explica o fato observável das galáxias estarem afastando-se mutuamente. Sua formulação parte de uma

solução das equações de Einstein para a gravitação, em que se considera o Universo como um todo como se fosse um fluido homogêneo e

isotrópico. A obtenção de soluções para este modelo foi feita por Alexander Friedmann a partir das quais Georges Lemaître propôs o modelo

do Big Bang, complementado pelo trabalho de George Gamow e Ralph Alpher. O nome da teoria foi dado por seu opositor Fred Hoyle.

Este artigo esclarece a maior parte dos pontos sobre a teoria:

http://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bang_Theory

Infelizmente a versão em português não é tão completa.

É preciso entender bem que o Big Bang não foi, como se pensa, uma explosão de um conteúdo para um espaço vazio, mas sim um súbito e

acelerado “inchamento” do próprio espaço, pois não há vazio fora do Universo. Não há nada e vazio não é nada e sim um espaço sem

conteúdo (no nada não tem nem espaço). Todo o espaço do Universo sempre foi ocupado. Quando não é por matéria, tem-se o vácuo, que é

ocupado só por campos e radiação. Não existe vazio no Universo (nem fora dele).

Para uma compreensão melhor, sugiro os livros:

“Big Bang”, de Simon Sigh (Record) e “Os três Primeiros Minutos”, de Steven Weinberg (Gradiva).

A questão da origem do conteúdo primevo, que começou a se expandir, não é considerada na teoria do Big Bang, pois ela não se aplica às

condições de alta densidade e temperatura de então. De fato a teoria só se aplica a partir do instante 10^(-43)s (tempo de Planck). Vejam este

artigo:

http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_Big_Bang

Uma hipótese é que tal conteúdo (um campo denso e indiferenciado) já existia mas imperturbável, de tal forma que não havia passagem de

tempo, que começou quando uma perturbação fortuita (não causada) deu início à expansão e ao transcurso do tempo. Outra hipótese é que

tal conteúdo surgiu sem ser procedente de coisa alguma, de modo também fortuito e já começou a se expadir. Outra ainda é que ele seja o

resultado de uma contração de um prévio Universo que terminou sua existência (incluindo seu espaço e seu tempo). Há mais possibilidades,

como a conjectura dos muitos mundos (multiversos) e esta do “Universo Fecundo” de Smolin. Todavia tal hipótese encontra oposição de

muitos físicos de bom calibre, como Leonard Susskind, Joe Silk, Joseph Polchinski e outros, como os proponentes da teoria das cordas e seus

desdobramentos (p-branas e teoria M). Concordo com Smolin em sua rejeição ao princípio antrópico, mas não vejo com simpatia a proposta

de que a singularidade de um buraco-negro seja outro Universo. Para mim esta singularidade nada mais é do que um hiper-hiperon com a

massa de toda a estrela em uma única partícula de densidade imensa (mas não infinita) em um volume não nulo, mas possivelmente da ordem

do “volume de Planck”, 10^(-105)m³, que seria o quantum de volume na teoria do loop gravitacional de Smolin.

18 Antes que o Universo começasse a se expandir, ou houve o surgimento do conteúdo a expandir ou ele estava presente, mas inteiramente

estático. Em ambos os casos não havia decurso de tempo. O tempo não é algo que existe por conta própria. O tempo advém das mudanças de

estado do conteúdo do Universo que caracterizam momentos, sendo sua ordem ditada pelo aumento de entropia. Assim, se nada se alterar,

não há fluxo de tempo. É o que pode acontecer se houver a morte térmica do Universo, situação em que tudo estará em seu nível mínimo de

energia e máximo de entropia, impossibilitando qualquer alteração de estado.

Matéria e antimatéria não existiam antes do Big Bang. Suas partículas surgiram após a inflação, cerca de 10^(-36)s após o início. Antes disso

devia ter surgido, do campo primordial, apenas os bósons de Higgs.

A radiação de fundo provém do desacoplamento entre a matéria e a radiação, quando o Universo tornou-se transparente, 379.000 anos após o

Big Bang. Até então o Universo era todo opaco (como o interior de uma única estrela) preenchido por um plasma de prótons, nêutrons,

elétrons e fótons, que eram absorvidos e re-emitidos. Quando a tempertura tornou-se menor do que 3.000 K o plasma transformou-se em

átomos neutros de hidorgênio e hélio (nucleosíntese primordial) e os fótons não foram mais absorvidos, passando a vagar pelo espaço. Com a

expansão houve o resfiramento e a redução da frequência desses fótons, que hoje estão com 160GHz, correspondentes a microonda de

2,0mm de comprimento de onda, o que dá uma temperatura de 2,7K. Sua distribuição é altamente isotrópica (variação de 1 parte em

100.000).

Esse plasma anterior ao desacoplamento, por sua vez, originou-se da capitulação da antimatéria perante a matéria pela “violação da simetria

CP (carga e paridade)”, nas interações fracas (decaimento radioativo), uma vez que, o resfriamento do plasma inicial produziu igual número de

partículas e antiparticulas. Esta é uma proposta de explicação. Isto significa que o decaimento radioativo de partículas e suas antipartículas não

possuem a mesma taxa (meia vida). Se náo houvesse essa assimetria, todas as partículas se aniquilariam com suas antipartículas e o Universo

só teria fótons (que não possuem antifótons). As partículas primordiais formadas eram híperons não estáveis, que decaem até prótons e

nêutrons. Normalmente cada uma de um par formado é lançada em direções opostas (pela conservação do momentum), de modo que se

aniquila com a oposta de outro par. Quem decair mais rapidamente terá mais chance de chegar até a final estável sem encontrar outra para

aniquilar. Do total de partículas de matéria e antimatéria formados, a sobra de matéria é apenas um trilhonésimo do inicial (pois há um trilhão

de fótons para cada próton, nêutron ou elétron).

Até onde alcança a observação do Universo (Universo Observável), não existe sinal de antimatéria no Universo. Todavia há muito mais

Universo além do observável. O que pode também ter acontecido é que, durante a fase de inflação, houve um espalhamento de matéria de tal

forma que alguns lugares houve predominância de antimatéria, outro de matéria, como é o caso de onde estamos. Mas os lugares em que a

antimatéria predomina (e que é, de fato, a matéria de lá), estariam fora do alcance de nossa observação, isto é, fora do nosso cone de luz do

passado (alhures).

Quando o campo indiferenciado primordial começou a expandir-se (e isto é o que se chama de Big Bang), logo apareceram as primeiras

quantizações na forma de bósons de Higgs, que, logo, por sua vez, deram origem a quarks, antiquarks, leptons e antileptons (partículas

fermiônicas). Os primeiros formaram hiperons e antihiperons que se aniquilavam ou decaiam e seus produtos de decaimento também se

aniquilavam e decaiam naquela grande densidade, até pararem nos prótons e nêutrons. Isto fazia surgir fótons, mas estes não eram os da

radiação de fundo, pois logo se transformavam em novas partículas, restando, após esta fase, apenas partículas (férmions) e fótons e não

antipartículas, a não ser que tenham sido levadas pela inflação a regiões não observáveis do Universo. Este plasma de partículas permaneceu

quase 400 mil anos interagindo enquanto o Universo se expandia, não mais inflacionariamente, até que a matéria (os férmions) se desacoplou

da radiação, formando os átomos de Hidrogênio e Hélio e o Universo ficou transparente. Os fótons então existentes é que passaram a ser a

radiação de fundo.

Quanto ao princípio cosmológico de homogeneidade e isotropia, ele é verificado em todo o Universo Observável e extendido, por hipótese, à

região não observável. A presença de antimatéria não feriria tal princípio, já que ele se refere, especialmente, à densidade de massa-energia, à

carga elétrica líquida, ao momento angular e ao momento linear, estes três últimos tendo valores médios nulos no Universo. A antimatéria não

muda nenhum desses parâmetros.

A aniquilação da matéria com a antimatéria não é a causadora do Big Bang. Ela é posterior ao Big Bang. No Big Bang, não havia matéria nem

antimatéria, nem radiação (fótons) mas apenas um campo indiferenciado (não era elétrico nem magnético, nem bosônico, nem fermiônico,

nem gluônico, nem gravitacional, mas tudo isso ao mesmo tempo). A temperatura era a densidade de energia desse campo, que não possuia

massa, pois massa é uma propriedade de partículas (quantizações de campo). Toda a massa e energia do atual Universo estava nele. O

interessante é que, se o Universo é infinito, ele sempro o foi, mesmo no momento do Big Bang. Só que, então, sua densidade seria altíssima,

mas extender-se-ia indefinidamente. Se o conteúdo primordial fosse limitado, entao o Universo é finito. Há controvérsias sobre isto. A

expansão que se deu foi (e continua sendo) uma expansão do espaço, isto é, as coisas vão ficando mais longe umas das outras sem se

afastarem, mas porque o espaço entre elas aumenta em si mesmo. Isto vale não só para galáxias, mas para qualquer distância, mesmo dentro

do átomo. Nós estamos aumentando de tamanho junto com o Universo, mas isto é imperceptível no nosso tamanho.

Não há necessidade de se considerar um processo cíclico para explicar a origem do conteúdo primordial que iniciou sua expansão no Big Bang.

Tanto pode ser que seja proveniente de uma contração de um ciclo de tempo anterior (nesse caso haveria uma terminalidade do tempo

anterior e um recomeço no novo Big Bang), mas não necessariamente. Inclusive os modelos cosmológicos de Universo fechado não implicam

em ciclos. Pode ser que seja um único ciclo, que tenha um começo, um fim e pronto: acabou! Ao que parece, as medidas observacionais

indicam um Universo em expansão indefinida, isto é, infinito e sem ciclos para o futuro. O erro experimental da medida da densidade de

massa-energia do Universo faz com que os valores limites situem-se acima e abaixo do valor crítico de um espaço plano, que parece ser o real.

Possivelmente o total de massa-energia seja nulo, como o são a carga e o momento linear e angular totais. Assim, mesmo que não haja

necessidade de haver obediência a leis de conservação no surgimento do conteúdo primevo, pode ser que elas não tenham sido

desobedecidas, isto é, o conteúdo total de tudo no Universo continua sendo nulo, como seria se não houvesse nada (nem conteúdo, nem

espaço, nem tempo). Mas isto não é observacionalmente confirmando quanto à massa-energia (note que não falei matéria-energia, pois

19 matéria, radiação e campo pertencem à categoria de entidades, enquanto massa e energia pertencem à categoria de atributos de entidades).

Esse conteúdo primordial (com o espaço que lhe abriga) pode muito bem ter surgido sem ser proveniente de algo anterior (“do nada”) e logo

começado a expandir (originando o tempo).

A questão da seta do tempo pode ser melhor entendida quando se verifica que, fenomenologicamente, o tempo não é algo que existe por si

mesmo, mas decorre do fato do estado do Universo sofrer alteração. Estados diferentes são associados a momentos diferentes e o

ordenamento deles é dado pela ligação causal. A ligação causal só existe em sistemas complexos. Em sistemas simples os eventos são fortuitos

e reversíveis, mas uma ocorrência que seja resultante de um grande número de eventos elementares terá uma relação de dependência com

um outro estado que fica sendo a sua causa e cria um direcionamento temporal. Uma grandeza capaz de medir este sentido é a Entropia, pois

as ocorrências macroscópicas são probabilísticas, sendo a entropia uma medida logarítimica da probabilidade de um macroestado, pela

contagem do número de microestados acessíveis. Isto é, um efeito é um estado mais provável que sua causa, em termos do Universo como um

todo.

O fim da vida das estrelas pode se dar de três modos, dependendo da massa. Normalmente uma estrela, ao cabo do esgotamento do

hidrogênio cuja fusão nuclear lhe fornece a energia, passa por um estágio de gigante vermelha, em que a camada externa (envelope) dilata-se,

mas o núcleo contrai-se possibilitando temperaturas maiores para a fusão de elementos mais pesados até o ferro, a partir do qual a fusão

passa de exotérmica para endotérmica. Então, não havendo mais geração de energia pela radiação, cuja pressão contém a gravidade, o

envelope desaba sobre o núcleo e ricolchetea numa explosão denominada “nova” ou “supernova”, dependendo da energia envolvida. O

material do envelope se transforma numa nebulosa planetária em torno do núcleo desnudo, cuja potência luminosa pode ser equivalente a

uma galáxia inteira (100 bilhões de estrelas). Este núcleo remanescente pode se tornar uma “anã branca” se tiver massa menor do que 1,4

massas solares (limite de Chandrasekhar), uma “estrela de nêutorns”, se a massa for menor do que 2,1 massas solares (limite de Tolman–

Oppenheimer–Volkoff). Acima desse limite o caroço remanescente se torna um “buraco negro”. Vejam os artigos:

http://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_evolution ;

http://en.wikipedia.org/wiki/Hertzsprung-Russell_diagram ;

http://en.wikipedia.org/wiki/White_dwarf ;

http://en.wikipedia.org/wiki/Chandrasekhar_limit ;

http://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_star ;

http://en.wikipedia.org/wiki/Tolman-Oppenheimer-Volkoff_limit ;

http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole .

A afirmação de que um buraco negro seja conectado com um buraco branco em outro ponto do Universo ou em outro Universo é uma

conjectura teórica não comprovada por observações. Os buracos negros já verificados (mas não vistos, pois são invisíveis), todos provem de

estrelas colapsadas e não se comunicam com lugar nenhum. A matéria da estrela é comprimida a uma densidade altíssima em um volume

extremamente diminuto, de forma que a gravidade se torna tão intensa que não deixa escapar nada, nem luz, daí o seu nome. Não há limite

para a massa de um buraco negro, que pode ir aumentando sempre (no máximo até engolir o Universo inteiro). A evaporação de Hawking não

provém da matéria do seu interior, mas da formação de pares de partículas e antipartículas, a partir do vácuo, na borda de sua região de não

retorno (chamada de horizonte de eventos). Uma cai no buraco e outra é ejetada. Eles são detectados quando formam um sistema duplo com

outra estrela, cuja matéria é sorvida por ele em uma espiral. É a radiação emitida por esta espiral, antes de cair no buraco negro, que permite

constatar sua existência. O núcleo de quase todas as galáxias, inclusive a nossa, é ocupado por um buraco negro de massa equivalente a

milhões de sóis, que suga a matéria das estrelas circundantes, que emite um radiação de grande potência.

Os quasares são núcleos ativos de galáxias distantes e jovens, que emitem uma potência milhares de vezes maior que uma galáxia como a

nossa (que é grande), mas concentrados em uma região bem menor, que, pela distância, é vista como uma estrela puntiforme e não difusa

como as galáxias. Sua fonte de energia é a espiral de sucção de matéria da galáxia por um buraco negro supermassivo em seu centro.

Não é necessário que o conteúdo do Universo (matéria, radiação e campos – energia não é conteúdo, é atributo do conteúdo) tenha vindo de

algo previamente existente. Sua existência pode ter-se iniciado exatamente no momento em que o Universo surgiu, que é o primeiro

momento do tempo. Antes não havia coisa alguma, nem conteúdo, nem espaço vazio, nem “antes”, pois não havia tempo. É isto que se chama

de “surgimento do nada”, que, absolutamente, não é algo proibido pelas leis da física, pois elas não existiam quando se deu o surgimento do

Universo. As leis de conservação se aplicam a um conteúdo existente. Não havendo nada, não é preciso que isto se conserve.

A suposição que nada pode surgir do nada, da mesma forma a de que tudo tem que ter uma causa, é um mero preconceito. Não há nada que

leve logicamente a essas conclusões, exceto a observação de fatos corriqueiros, que induzem a tais considerações. Toda conclusão induzida,

contudo, não é garantida e um único contraexemplo a derruba. A todo momento, eventos que não são efeitos de causa alguma estão a

ocorrer, como a emissão de luz e o decaimento radioativo. O indeterminismo e a incausalidade são a regra e não a excessão na natureza.

Apenas estatisticamente existe determinismo e causalidade nos sistemas macroscópicos. Da mesma forma, o surgimento de tudo a partir de

nada não é impedido por regra alguma, pois as leis de conservação, que poderiam impedir, não se aplicam a este evento singular, mas apenas

ao Universo, depois que já passou a existir.

A possibilidade de que o Universo tenha sempre existido e nunca surgido também é válida. Inclusive a idéia da inexistência do tempo,

defendida por Barbour. Mário Novello, cosmólogo brasileiro e meu orientador de tese de mestrado, também defende tal posição. Há, contudo,

controvérsias, de forma que esta idéia não é a predominante na comunidade de cosmologistas. O importante, contudo, nesta discussão, é que

também é possível (isto é, não há fatos que contrariem) que o Universo tenha surgido em um momento (o primeiro do tempo) sem que tenha

sido proveniente de nada previamente existente.

20 O modelo cosmológico de um Universo infinito e eterno, cuja expansão se dá pelo surgimento contínuo de matéria em todos os lugares foi

proposto por Fred Hoyle em 1948.

Vejam: http://en.wikipedia.org/wiki/Steady_state_model .

A presença da radiação de fundo, contudo, permite fazer um diagnóstico diferencial em favor da teoria do Big Bang, para explicar a expansão

cósmica.

Quanto à assincronia da expansão, isto é um fato. A observação mostra que ela é mais rápida nos espaços de menor densidade de

massa/energia, causando um inchamento maior do vácuo, de modo que a expansão se faz por “bolhas”. Há, inclusive, uma espécie de

filamentos imaginários, ligando os aglomerados de galáxias, deixando grandes vácuos entre eles.

Vejam: http://en.wikipedia.org/wiki/Large-scale_structure_of_the_cosmos .

O Universo não é uniformemente ocupado por matéria, que se distribui nas galáxias e na matéria escura, que é mais densa dentro das galáxias

também, rarefazendo-se no meio intergalático. A luz e a radiação de fundo é que se distribuem quase uniformemente por todo o Universo. O

campo gravitacional (curvatura do espaço) também não se distribui uniformemente, acompanhando a matéria. Na média, em grande escala

(centenas de milhões de anos-luz) a curvatura parece ser nula. O campo responsável pela aceleração da expansão, impropriamente

denominado de “energia escura”, parece ser uniformemente distribuído.

O conceito atual da cosmologia é, de fato, de que o Universo seja infinito e que se expandirá indefinidamente.

Cosmologia é um assunto estudado em nível de pós-graduação, após a conclusão de um bacharelado em Física. No nível do Ensino Médio, o

estudo desse tipo de assunto pode ser feito na Wikipedia em inglês, acessando a categoria:

http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Physical_cosmology , e os links que ela possui.

É possível montar um livro de umas mil páginas com esses artigos.

Em português os artigos são mais suscintos:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Categoria:Cosmologia .

A possibilidade da existência de uma realidade subjacente ou de uma realidade transnatural (como é o caso de deuses e espíritos) é

meramente uma conjectura (doxa), sem nenhuma base epistemológica a validá-la. A única realidade inconteste é a mente de cada um. Mas o

mundo exterior a ela possui uma realidade altamente plausível, de modo que a crença em aceitá-lo como real pode ser aceita. No mundo,

filosoficamente falando, a realidade básica é a física, sendo as realidades conceituais (construídas por mentes), sociais, econômicas e culturais,

decorrentes da existência da primeira (não existe sociedade sem pessoas, que são entes físicos). Quanto a realidades transcendentes ou

subjacentes, cuja existência não dependeria da física, não há indícios de que tal ocorra (como o “mundo das idéias” de Platão, deuses ou

espíritos), de modo que a crença nelas não se justifica. Pode ser que existam, mas se não se revelarem de forma inconteste, é prudente supor

que não existam.

Não considero que realidade subjacente sejam espíritos ou deuses (mas estes também poderiam ser outra categoria de realidades). Por

exemplo, as leis físicas constituem-se em uma realidade subjacente ao Universo, no sentido de que elas não são o seu conteúdo (campo,

matéria e radiação) nem o seu continente (espaço e tempo). Mas elas existem e o Universo funciona de acordo com elas. É claro que elas não

precedem o Universo nem determinam como ele deve se comportar. Elas descrevem como seu comportamento se dá e ele sempre se dá de

acordo com elas. Tal realidade é concomitante à realidade tangível da natureza. Elas não podem existir uma sem a outra. Mas elas poderiam

ser diferentes do que são.

A questão é saber se tal realidade subjacente contempla a existência de “Small Bangs” ou se o “Big Bang”, como evento único que conecta a

inexistência com a existência do Universo, pertenceria a esta realidade subjacente atual ou não.

Uma questão que precisa ser bem verificada é que pode-se fazer uso de simetrias e inferências lógicas apenas como indicativos de

possibilidades para a realidade (como, por exemplo, o “Buraco Branco”), que precisam ser conferidas, já que a natureza, via de regra, não se

importa com o aspecto estético da estrutura das explicações e da realidade.

O Universo, mesmo que seja finito, NÃO TEM PAREDES. Universo é o conjunto de tudo o que existe, isto é, do espaço, do tempo e dos campos,

radiação e matéria que o preenche. Mas é preciso entender que só existe espaço que seja preenchido por algo. Quando não tem matéria, só

campo e radiação, tem-se o vácuo, mas vazio não existe. E não existe nada fora do Universo, nem vazio. Ele engloba tudo.

Considere a superfície de uma esfera. Ela tem duas dimensões, para uma formiga que se desloque sobre ela: frente-trás e direita-esquerda.

Mas não tem para baixo-para cima, porque nessas direções, um movimento levaria a formiga para fora da superfície. A formiga pode andar à

vontade sobre a superfície que não achará nenhuma parede que a impeça de prosseguir. Mas a superfície é finita. Se ela for indo para frente,

voltará ao mesmo lugar por trás. Agora imagine um espaço tridimensional que também fosse esférico, mas incluindo para cima-para baixo. Ele

seria finito e sem parede. Você poderia mover-se para onde quizesse, sem sair dele e sem impedimento de prosseguir. Mas ele seria finito.

Assim seria o Universo se for finito. Se for infinito, certamente que não tem parede.

Como saber como é? O que determina é a densidade de seu conteúdo. Acima de um certo valor crítico, a gravidade que ele gera encurva o

espaço o suficiente para que volte sobre si mesmo e não se extenda indefinidamente, mas sem parede. Abaixo do valor crítico ele se extende

indefinidamente, mas sem vazio, sempre preenchido, pelo menos, pelo campo gravitacional. Mas haverá também a radiação de fundo que

enche todo o espaço.

Imaginem um balão de borracha inflável cheio de pintinhas. À medida que ele vai sendo enchido, as pintinhas se afastam umas das outras, sem

sairem do lugar, porque a borracha que há entre elas se estica. É o que acontece com o espaço do Universo. As galáxias ficam no mesmo lugar

mas se afastam porque o espaço entre elas cresce. Esse “inchamento” é a expansão cósmica. Não é um movimento das galáxias. Elas também

têm movimento, mas este é aleatório. Tanto que a galáxia mais próxima de nós, Andrômeda, colidirá conosco dentro de 3 bilhões de anos. Este

21 afastamento pode levar a uma taxa de variação da separação com o tempo maior do que a velocidade da luz, mas isto não é uma velocidade

de algo que se mova, portanto não há contradição com o princípio da relatividade, que diz que a velocidade da luz é a máxima possível

(existem outras coisas que podem se mover com velocidade maior do que a da luz, desde que não sejam sistemas físicos, como uma sombra,

por exemplo).

Assim, desde que a expansão começou, quando tudo estava bem perto numa densidade quase infinita, surgiu um momento em que se

formaram estrelas e galáxias, dentre elas a nossa. Muitas se formaram a distâncias tais que a luz proveniente delas, até hoje, não teve tempo

de chegar até nós. Tudo o que estiver a uma distância de nós maior do que o tempo que a luz pode gastar para nos alcançar, não pode ser visto

agora, só no futuro, quando esse tempo chegar. A região que podemos ver e que também pode nos influenciar é chamada de “Universo

Observável”. A maior parte do Universo não é observável, mas considera-se que também apresente o mesmo aspecto da parte observável. A

fronteira do Universo observável, considerando o tempo de sua existência (13,7 bilhões de anos) e a velocidade de expansão desde o

surgimento, agora, está a uns 46,5 bilhões da anos-luz de nós, mas não é uma parede.

Na verdade é possível que a fronteira do Universo observável, ao invés de ir abarcando cada vez mais galaxias, faça o contrário, pois o

conteúdo lá na fronteira pode estar se afastando, pela expansão cósmica acelerada, mais rapidamente do que a fronteira avança, pois ela o faz

com a velocidade da luz.

Quanto à matéria viva, o que diferencia uma coisa da outra é a forma como a matéria se estrutura e o modo como funciona, isto é, a dinâmica.

Enquanto os seres não vivos não possuem uma dinâmica própria, a estrutura da matéria viva lhe capacita a uma auto-dinâmica. Mas, como um

ser vivo, assim que morre, ainda tem a mesma estrutura, mas não está funcionando, pode-se ver que, para que a vida ocorra, é preciso um

estado de funcionamento que é passado de uma vida para outra ao longo da cadeia evolutiva, desde que o primeiro sistema autônomo surgiu

a partir da matéria inanimada. Isto pode ainda estar ocorrendo em algumas circunstâncias (como nas chaminés submarinas) mas, de modo

geral, a vida sempre provém da vida (mas… nem sempre). Eu não sou apenas o conjunto de meus prótons, nêutrons e elétrons, mas este

conjunto de uma certa forma disposto (estrutura) e funcionando (dinâmica). Isto é que faz a diferença.

Sobre a questão do Universo possuir ou não mente e se a consciência pode surgir ou não da estrutura e funcionamento bioquímico do cérebro

não é algo que se possa decidir apenas por elucubrações , mas que precisa ser verificado fatualmente. Como no caso da existência de Deus, a

hipótese nula (que não precisa ser provada) é a de que tudo no Universo se dá por acaso, sem plano nem propósito. Nada há que impeça o

surgimento da mente a partir do conteúdo físico do ser. Se não for assim, há que se demonstrar porque não.

Conceito Físico de Campo

by Ernesto @ 0:10. Filed under Física

O conceito de “campo” é pedra angular da Física.

Um campo ou é uma região de influência de alguma interação ou é a substância (filosófica e não quimicamente falando) de que é feito todo o

conteúdo do Universo. Temos assim campos elétricos, magnéticos, gravitacionais, nucleares (forte e fraco), gluônicos etc. O campo é uma

entidade física real e não apenas uma representação matemática, mas também assim é considerado, sob o aspecto teórico, como um conjunto

de objetos algébricos ou geométricos (escalares, vetores, tensores ou espinores) em cada ponto do espaço e instante do tempo. Campo não é

matéria, mas possui extensão, energia, intensidade, fluxo, duração, propagação, momentum, spin e vários outros atributos, também

associados a partículas materiais. De fato, as partículas são concentrações quantizadas de algum campo, e dele herdam tais propriedades,

inclusive descritas por grandezas mensuráveis. Os fótons são quantizações de campo eletromagnético, os grávitons, quantizações de campo

gravitacional, os quarks, quantizações de um campo de matéria, do mesmo modo que os leptons. As cargas positivas e negativas são as fontes

e os sumidouros do campo elétrico. As massas gravitacionais são as fontes do campo gravitacional.

Linhas de força são só uma forma pictórica de se representar um campo.

Há duas formas de se conceber o campo gravitacional. Pela primeira, a gravitação é uma interação mediada pelo campo gravitacional, sempre

atrativo, que emana das massas gravitacionais e atua sobre outras delas, provocando sua aceleração no espaço, considerado sem curvatura.

Pela segunda, a gravitação não é uma interação, mas o efeito do encurvamento do espaço-tempo (e não só do espaço) provocado pelas

massas gravitacionais, que faz com que as massas inerciais se movam, quando não sujeitas a outras interações, nas trajetórias geodésicas

desse espaço-tempo curvo. Esta é a concepção da Relatividade Geral, que se baseia no Princípio da Equivalência entre a inércia e a gravitação,

consideradas como o mesmo fenômeno. Assim o campo gravitacional não é uma entidade física que preenche o espaço, mas a própria

geometria do espaço-tempo. Os outros campos é que existem entitativamente no espaço-tempo. A gravitação é o próprio espaço-tempo,

encurvado pelo conteúdo massivo e energético da distribuição do conteúdo do Universo.

As teorias que pretendem unificar a gravitação com as demais interações, consideram-na como uma interação, enquanto a Relatividade Geral

não. O insucesso em se obter tal unificação, até o momento, parece indicar a validade da concepção relativística, que é a opção que abraço,

até que seja invalidada.

As linhas de força não são objetos reais, mas apenas representações gráficas dos campos. São traçadas em número proporcional ao fluxo do

campo, sendo sempre contínuas e nunca se interceptando, surgindo e findando apenas nas fontes do campo. O fator de proporcionalidade é

arbitrário, mas o número de linhas por unidade de área a elas perpendicular é proporcional à intensidade do campo. Mas elas não são fios que

exercem o puxão ou o empurrão de um corpo sobre o outro. Portanto não há nada material nelas. A ação do campo se dá diretamente entre

ele e o atributo do corpo que lhe é sensível (carga ou massa, por exemplo). O campo elétrico, de certa forma, mergulha nas cargas existentes

nas partículas e como que as suga ou empurra, conforme o sinal. De fato, as cargas podem ser consideradas tão somente como os locais de

surgimento ou terminalidade do campo elétrico, não se constituindo em entidades de direito existencial próprio. O Universo todo,

eletricamente falando, é uma teia de campo que surge e termina nas cargas existentes. Como a matéria como um todo tem a mesma

quantidade de cargas positivas e negativas, os campos elétricos surgem e findam, em geral, dentro dos próprios átomos, só se extendendo

22 exteriormente quando há ionização, o que ocorre no interior de estrelas e em nebulosas muito densas.

O campo gravitacional é diferente, pois só há um tipo de massa (positiva, mesmo para a antimatéria) e a gravidade só atrai. Assim o campo

gravitacional se extende por todo o espaço do Universo, tudo atraindo tudo. Em termos de curvatura, pode-se dizer que a distribuição global

de massa e energia determina o modo como o espaço-tempo se curva aqui e acolá, desenhando uma textura borbulhante de curvaturas em

torno das concentrações que obrigam os corpos a seguir ao longo das geodésicas em torno delas, que são as órbitas. Um corpo que cai na

Terra, está fazendo uma órbita e o peso nada mais é do que a tendência a seguir a geodésica impedida por alguma outra interação que suporte

o objeto. Em órbita o corpo fica “sem peso”.

Eventos sem causa

by Ernesto @ 22:42. Filed under Cosmologia, Física, Metafísica

Eventos sem causa são possibilidades e, mais que isto, realidades. O princípio, segundo o qual todo evento seja efeito de uma causa, é uma

indução, baseada na observação de fenômenos acessíveis à observação direta, isto é, na escala de tempos e dimensões compatíveis com os

sentidos humanos. Como toda consequência induzida, ele não tem garantia de validade e nem de veritabilidade, como nos casos de dedução,

em que, sendo as premissas verdadeiras e o raciocínio válido (não falacioso), a conclusão é verdadeira também. O que se pode dizer é que a

ocorrência de muitos casos, em que eventos sejam efeitos, leva a induzir que assim o seja em todos os casos, sem contudo se poder garantir

tal assertiva, que é derrubada com a constatação de uma simples exceção.

Para prosseguir, preciso dizer que “causa” é um evento determinante da ocorrência de outro, dito seu efeito, enquanto “condição” é um fato

que possibilita, mas não determina a ocorrência de um evento. Uma relação causal se dá entre eventos (fenômenos, acontecimentos,

ocorrências) e não entre seres (entidades realmente existentes e não apenas conceituais). Não se pode falar sobre a causa do Universo e sim

sobre a causa do surgimento do Universo (evento que consiste na passagem de inexistência para a existência). Além disto é preciso distinguir

os eventos elementares ou simplesmente “eventos”, que envolvem apenas entidades elementares (uma partícula, por exemplo) dos

fenômenos ocorridos com sistemas complexos, constituídos de inúmeras partículas reais, quer da matéria (férmnions), da radiação (bósons) ou

de partículas virtuais (campos).

Dentre os eventos elementares e mesmo os que envolvem sistemas de poucas partículas, como átomos, vários ocorrerem de modo fortuito,

isto é, incausado. Dentre eles destacam-se o decaimento radioativo e a emissão de fótons por átomos ou moléculas excitados. A excitação não

é causa e sim condição para o decaimento. Nada há que determine o decaimento. Cada átomo decai após um tempo aleatório, sem que nada

determine que o faça, da mesma forma que a radioatividade. A única informação que se tem é sobre o tempo médio de decaimento ou o

tempo para que metade de uma amostra grande tenha decaído, a meia vida (mas uma é função da outra, de modo que se trata da mesma

informação).

Alguém pode dizer que há uma causa, só que não se conhece. Pode até ser, mas não necessariamente. Como não se identifica causa alguma e

nada há que exija que se tenha uma causa, é perfeitamente razoável considerar que não haja causa.

No caso de fenômenos ocorridos com sistemas de muitas partículas, o grande número leva a probabilidades bem direcionadas a certas

possibidades, configurando um aspecto causal e determinístico que não existe nos eventos elementares de modo geral. Mesmo neste caso,

contudo, há a ocorrência de comportamentos caóticos, de modo que o determinismo e a causalidade não são a regra da natureza.

Sobre o surgimento do Universo, a passagem da inexistência para a existência não requer causa alguma, nem conteúdo algum do qual tudo o

que existe tenha que ser proveniente. Exigir tais coisas é um preconceito não justificado. Isto não significa “provir do nada”, pois nada não é

algo do qual outra coisa pode provir. Nada é a ausência total de tudo, não só de conteúdo mas de espaço vazio, de tempo e de leis naturais. O

que significa é não ser proveniente de coisa nenhuma. Antes do conteúdo do Universo ter surgido (campo, matéria, radiação, espaço, tempo,

interações e leis que descrevem o comportamento disso tudo e de seus atributos, como, extensão, localização, duração, movimento, energia,

intensidade das interações, spin, carga elétrica, massa e muitos outros, expressos pelas grandezas mensuráveis que aparecem nas leis) não

havia leis naturais a serem obedecidas (aliás não havia nem “antes”, pois não havia tempo), de modo que o surgimento de qualquer coisa não

desobedeceu lei alguma. Mesmo que houvesse tais leis de conservação, possivelmente o conteúdo total de carga, massa-energia, momento

angular e outras grandezas que se conservam, no Universo atual, seja nulo, exatamente como se não houvesse nada.

Qualquer sistema ligado pela interação coulombiana (eletrostática), quando quanticamente excitado, ao decair emite fótons. Os fótons são

criados pela variação do campo elétrico devido ao decaimento, que gera um campo magnético também variável e esses campos se

autopropelem no espaço, constituindo-se nos fótons, cuja energia vale a variação de energia dos estados inicial e final do decaimento. O

sistema pode ser excitado novamente por qualquer suprimento de energia e decair de novo, quantas vezes isto ocorrer, sem limites, sendo

criados fótons em quantidade ilimitada. Esta é uma propriedade dos bósons. Da mesma forma que são criados, ao serem absorvidos por algum

sistema, também ligado por interação coulombiana, transferem a ele sua energia e deixam de existir. As partículas fermiônicas constituintes do

sistema (prótons, nêutrons e elétrons), não são eliminadas, continuando a existir indefinidamente.

Isto é o que acontece em um filamento de lâmpada quando aceso. A energia é fornecida pela corrente elétrica, que excita os átomos que, aos

decairem, emitem a luz.

Também o Sol, em suas reações nucleares, emite fótons de raios gama no núcleo solar, que, ao atravessarem a corpo solar, são absorvidos e

re-emitidos, promovendo o aquecimento da massa solar até chegar à superfície (isto leva uns 100 mil anos), de onde ganham o espaço já

distribuidos por um espectro que inclui desde ondas de rádio até raios gama, passando pela luz visível. Todavia o número de bárions (prótons e

nêutrons) e leptons (elétrons) não varia. Além disso, as reações nucleares geram neutrinos e antineutrinos, que atravessam incólumes a massa

solar e ganham o espaço, atravessando a Terra quase sem serem absorvidos.

O que havia “antes” do Big Bang?

by Ernesto @ 23:05. Filed under Inespecífica

23 A questão é que, “antes” (vamos dizer assim por enquanto) do Big bang havia um conteúdo extremamente denso, não estruturado e não

diferenciado em campo, matéria e radiação, mas possívelmente um campo puro, dotado de tudo o que forma o Universo atualmente. O Big

bang foi o começo da expansão desse conteúdo. Se esse conteúdo sempre existiu ou surgiu imediatamente antes não se sabe, mas ambas

estas opções são plausívies. Se ele existia de forma completamente imperturbada, então não havia decurso de tempo, pois este só flui porque

há alteraçõe no estado do conteúdo do Universo, de modo que o tempo, pelo menos a sua linha atual, começou a correr com o Big bang. E se

entendermos que existir é permanecer no mundo ao longo do tempo, então se não há tempo não há existência. Ou seja, podemos dizer que o

conteúdo do Universo surgiu, isto é, fez-se presente no mundo e no espaço, no momento do Big bang, que se caracteriza por não possuir

nenhum outro anterior (isto é, não existe o “antes do Big bang”).

A medida de distâncias astronômicas é feita por múltiplos métodos, em cada faixa de distâncias, cada um calibrado pelo que lhe antecede na

região de superposição. Começando pelo método de paralaxe, passa-se para o das variáveis cefeidas, das novas, das nebulosas planetárias, dos

aglomerados globulares, da dispersão de galáxias, até chegar aos métodos cosmológicos, usando a constante de Hubble. A constatação de que

a expansão do Universo está em aceleração, precisa ser entendida bem. Isto não significa que a velocidade de recessão aumenta com a

distância, pois isto já faz parte da própria lei de Hubble, mas sim que, numa mesma distância, a velocidade de recessão atual é maior do que

fora antes. Ou seja, que a constante de Hubble não é constante. Tal descoberta se deu pela mensuração mais acurada da distância e

velocidade recessional de galáxias distantes usando como padrões de referência as supernovas observadas, podendo-se, assim, mapear a taxa

de expansão em função do tempo, pois galáxias mais distantes nos revelam estados mais antigos do Universo.

O Universo não se expande para espaço algum. Todo o espaço existente está contido no Universo. Não existe espaço vazio fora do Universo

(nem dentro). A expansão cósmica não é um afastamento relativo cinemático das galáxias umas das outras. É um aumento do próprio espaço,

cada galáxia ficando onde está. É como se o espaço inchasse, afastando as galáxias sem que elas saíssem do lugar. Como não é possível

observar o Universo todo (só o que está, no máximo, à distância que a luz é capaz de percorrer desde que o Universo existe), não se sabe se ele

é finito ou infinito. Se é infinito (e este parece ser o caso), sempre o foi, mesmo no seu surgimento, quando a densidade era quase infinita. Se é

finito, não possui um limite (uma parede). Andando-se para frente acaba-se chegando onde saiu-se, por trás. Teoricamente pode-se dizer que

o Universo é finito ou infinito pela medida de sua densidade de massa/energia. Mas o valor conhecido está na fronteira dessas possibilidades,

sendo os limites da incerteza colocados um em cada caso. No início a taxa de expansão foi muito grande (inflação), depois decaiu e agora está

crescendo de novo.

As leis de conservação da massa/energia, da carga elétrica, do momento angular, da quantidade de movimento e outras, aplicam-se a sistemas

isolados, afirmando que os valores totais das grandezas conservadas permanecem os mesmos ao longo dos sucessivos momentos do tempo.

Estas e outras leis da natureza descrevem o comportamento (são “a posteriori”) das entidades naturais em todos os fenômenos de que

participam. Elas só existem se houver algo que experimente algum fenômeno. Antes que o Universo surgisse, se não havia coisa alguma (nem

conteúdo, nem espaço, nem tempo, nem fenômenos), então também não haviam leis naturais. Na passagem da inexistência para a existência,

deu-se o surgimento de tudo e das leis. Mas as leis de conservação, como se reportam a dois momentos de tempo, não podem ser aplicadas

para comparar uma situação já na vigência da existência do Universo com outra em que ele não existia. Logo não há violação de lei nenhuma

ao se considerar que tudo tenha surgido, incluindo todos os seus atributos (massa, energia, carga, spin etc), sem que fosse proveniente de

coisa alguma previamente existente (isto é o que se pode denominar “surgir do nada” – notando-se que “nada” não é coisa alguma, como o é,

por exemplo, o vácuo e mesmo o vazio, caso existisse, pois no vazio haveria um espaço e no nada, nem isto).

Todavia pode ser que, mesmo não sendo aplicável, as leis ainda possam vigorar no surgimento do Universo, pois a carga total do Universo

atual é nula, a quantidade de movimento total também, o momento angular total pode ser nulo (e, em minha tese de mestrado, eu mostrei

que deve ser). Resta saber se o conteúdo de massa/energia também o é. Pode ser, mas o cálculo ainda não foi feito com segurança. Seria

preciso somar as massas de toda a matéria do Universo com as energias positivas da radiação e do movimento dos corpos e subtrair a energia

negativa da gravidade ou outras interações exclusivamente atrativas que possam haver. Se assim o for, o surgimento do nada não contrariaria

nenhuma lei de conservação.

A dificuldade está em que tudo gravita, inclusive a matéria escura e a (impropriamente) denominada “energia escura”, mesmo que ela exerça

uma espécie de repulsão. Esta “energia” precisa estar contida em algo (não existe energia pura, que não seja de algo) e este algo seria um

campo (às vezes denominado de “quintessência”). Havendo energia, de qualquer tipo, ela gera energia gravitacional, que é negativa por ser

atrativa, enquanto os campos repulsivos geram energia positiva. A energia dos campos eletromagnéticos não radiantes é nula, pois, no total,

há tanta carga positiva quanto negativa. Como se desconhece a natureza e as propriedades desta propalada “energia escura”, não se sabe sua

contribuição numérica à massa-energia total do Universo. Mas a consideração de que ela seja, de fato, nula, é bem atraente.

Considerações sobre o tempo

by Ernesto @ 22:49. Filed under Cosmologia, Física Quântica, Relatividade

O tempo, em si mesmo, é físico. O que chamamos de tempo psicológico é a percepção que nossa mente faz do tempo. Ela é uma visão atual do

que está sendo percebido agora, correlacionado com o que já foi percebido em momentos anteriores e ficou registrado na memória, mas a

evocação é presente. Todavia há vários tipos de memória. Existe uma, de curta duração, que apenas mantém na consciência o que ocorreu

imediatamente antes do agora. É por isto que podemos apreciar uma música, por exemplo. Se tivéssemos a consciência apenas da nota

emitida presentemente, não teríamos noção do desenho melódico que se sucede. Então, na verdade, o que percebemos como presente, é um

conjunto de quadros sucessivos de um passado imediatamente próximo, junto com a percepção presente, à medida que vai surgindo,

enquanto as mais remotas vão ficando como passado propriamente dito e, se não evocadas, perdem-se. Mas o registro fica até que, no sono,

os que se revelarem relevantes são fixados para a memória de longa duração. Outra coisa é que nossa mente faz uma projeção do futuro

próximo, de modo que, se não houver uma ruptura, por uma ocorrência implausível, o filme se desenrola suavemente e não temos, a cada

24 momento, uma surpresa, como se acabássemos de ser despertados e contemplássemos o dia sem saber como seria. Por exemplo, quando se

viaja e se acorda em outro quarto. Fisicamente o presente é um corte abrupto, inclusive, porque o indeterminismo impede de se projetar um

futuro certo a partir do presente. Normalmente ocorre o mais provável, mas nem sempre. Vale a pena estudar um pouco de relatividade para

se dar conta de como é interessante considerar a discoincidência de duas superfícies que ligam eventos que possuem a mesma coordenada

tempo para dois observadores distintos. A resposta à pergunta do Wagner é sim, mas estes observadores configuram um caso extremamente

particular. Em geral trabalha-se, inclusive, com o conceito de potencial retardado no estudo da radiação de antenas, por exemplo. Qualquer

livro de telecomunicações trata isto.

Mesmo considerando que sejam quantizados (o que não é o caso da Relatividade Geral) o espaço e o tempo, como componentes da entidade

única “espaço-tempo” não são abstrações e nem apenas conceitos. São realidades físicas, independentes de mentes que as concebam. Indícios

fortíssimos apontam no sentido desta afirmação, a tal ponto que podem ser considerados provas. A constatação da existência de momentos

no passado, tanto do planeta Terra, quando do Universo, muito anteriores à existência de qualquer ser vivo, muito menos de algum consciente

e, inclusive, da contemplação de fenômenos e da evolução cósmica e geológica nesses tempos, mostra que o tempo se desenrolava antes de

qualquer consciência que o percebesse. Agora estamos tendo conhecimento disto, mas se não tivesse surgido nenhuma mente consciente no

Universo, o tempo continuaria a se desenrolar. Do mesmo modo o espaço e toda a realidade exterior à mente, como o conteúdo substancial

do Universo. Tudo isto existe por si mesmo.

Eu não disse que tenho provas de que existe um Universo fora de minha mente. Isto é uma crença, mas baseada em fortes indícios, que lhe

dão um estado de credibilidade muito superior à crença na existência de Deus, por exemplo. Tais indícios advém do cotejo entre percepções

de várias pessoas, quando obtém um consenso em suas descrições do mundo, da permanência dos cenários da realidade exterior quando

revisitada. Berkeley já se preocupou com esse problema e, para ele, o mundo exterior mantinha sua permanência e reprodutibilidade na

mente de Deus. Mas Deus é algo de existência extremamente controvertida e de plausibilidade muito remota. O fato de que outras mentes,

mesmo que eu considere, a princípio, como criações internas de minha mente, sempre concordarem com suas descrições do mundo me levam

a inferir que o mundo de fato existe fora de minha mente e que as outras mentes realmente são outras.

Constatação é um produto de mentes, mas a coincidência do relato de várias mentes que constatam a mesma coisa indica que a coisa é o que

é em si mesma, de modo que se revela às mentes (dentro das limitações das percepções, considerando que sejam todas humanas) da mesma

forma. A existência de registros de memória na própria natureza é que eu digo que mostra que o tempo não é um produto da mente. O tempo

existe objetivamente fora da mente. Sua percepção é que é um produto mental e pode haver descompasso entre o tempo e sua percepção.

A existência do “alhures”, que é a região externa ao cone de luz de um evento, no espaço-tempo quadridimensional, mostra que o conceito de

tempo é mais complexo do que uma simples linha sequencial de eventos vivenciados por cada elemento do Universo. Isto é, há eventos que

não são posteriores e nem anteriores a um considerado (o aqui e agora, por exemplo). E mesmo os posteriores e anteriores não possuem essa

mesma característica para todos os observadores, de modo que é impossível se traçar um lugar geométrico único no espaço-tempo que ligue

todos os eventos considerados simultâneos. O que é simultãneo para um dado observador não o é para outro. E isto não é uma questão de

ilusão ou de atraso na chegada da informação. Descontado esse atraso verifica-se a falência da simultaneidade universal. Isto tanto é válido no

macrocosmo quanto no microcosmo, em que partículas possuem velocidades da ordem da da luz. Nos diagramas de Feynmann as partículas

retrocedem virtualmente no tempo. E em cosmologia é possível se conceber uma curva tipo tempo fechada de forma que, indo-se sempre

para o futuro, retorna-se ao passado (veja o livro “Máquina do Tempo”, do Mário Novello, meu orientador de tese de mestrado).

Uma prova cabal de que o tempo é físico e objetivo, independente das mentes, é que os relógios funcionam, sem que ninguém os observe e

tenha a percepção de que o tempo esteja passando para eles. Qualquer instrumento mede aquilo que ocorre com ele mesmo (o termômetro

sempre mede a sua própria temperatura, o voltímetro sua própria ddp, o amperímetro sua própria corrente, o fotômetro a luz que nele incide,

o metro o seu próprio comprimento e um relógio o tempo que passa nele mesmo). As mentes só são necessárias para dar significado a essas

ocorrências, mas elas se dão por conta própria.

O fato do tempo não ser universal, isto é, de não ser possível estabelecer uma sincronização permanente entre todos os relógios (supostos de

funcionamento perfeito), colocados em todos os pontos e instantes do Universo, não significa que o tempo não seja físico e objetivo e que seja

apenas uma concepção mental. De modo algum. O que se denomina “observador” em relatividade (e em quântica), não precisa ser um ser

consciente. Trata-se de um referencial, em relação ao qual são procedidas medidas de espaço e tempo, que podem ser feitas por instrumentos

artificiais. É claro que não havendo alguma mente que as interprete, elas não terão utilidade, mas isto não significa que não existam valores de

comprimentos, intervalos de tempo, velocidades e todas as demais grandezas físicas, determinados em cada referencial pelas transformações

relativísticas, em relação aos valores de outro referencial.

Podemos dizer que os instrumentos de medida indicam os valores a serem captados por alguma mente inquiridora que os interpretará.

Todavia, mesmo não havendo mente que capte aquele valor, ele continua sendo indicado, pois o instrumento afere uma propriedade de algo

existente no mundo objetivo, fora das mentes. É claro que, se não houvessem seres inteligentes para construí-los, eles não existiriam, mas se,

em algum tempo, todos os seres inteligentes forem extintos, os instrumentos que ficarem ligados captando dados, continuarão a fazê-lo até

que parem de funcionar. É isto que venho dizendo. O mundo existe por si mesmo, haja ou não mentes que o percebam. Mentes são

ocorrências que surgiram a partir do conteúdo inanimado do Universo, que, num processo evolutivo, as obteve, não só as nossas, mas de

outros seres, da Terra, no passado e no futuro, ou de outros planetas em que porventura também tenha havido tal processo. E agora que elas

surgiram naturalmente, pode ser que venham a ser capazes de produzir artefatos dotados de mente.

Assim o tempo, que os relógios e cronômetros aferem, passa independente de ser percebido por qualquer mente. Mas só mentes são capazes

de dizer tal coisa, pois que o concebem e interpretam. Mas ele não é uma criação da mente. A percepção do tempo, que poderia ser

denominada de “tempo psicológico”, esta sim, é um produto mental, que, todavia, só pode surgir, se existir um tempo externo e objetivo, que

impressione a mente e a faça cogitar sobre ele.

25 A teoria denominada “Gravitational Loop”, considera a possibilidade do espaço-tempo ser quantizado em células que seriam “locus” dos

eventos e eles se dariam descontinuamente. Vejam estes artigos:

http://en.wikipedia.org/wiki/Supergravity ;

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_gravity ;

http://en.wikipedia.org/wiki/Loop_quantum_gravity .

Vejam também o livro:

Lee Smolin, Three Roads to Quantum Gravity

Carlo Rovelli, Che cos’è il tempo? Che cos’è lo spazio?

Julian Barbour, The End of Time .

A teoria das supercordas e as teorias das branas e a Teoria M também consideram a quantização do espaço tempo. Há muitos artigos na

Wikipédia e na internet sobre elas:

http://en.wikipedia.org/wiki/String_theory ;

http://en.wikipedia.org/wiki/M-theory .

Alguns livros interessantes (já em português), são:

Michi Kaku – Hiperespaço;

Brian Greene – O Universo Elegante;

Brian Greene – O Tecido do Cosmo.

Físico e concreto

by Ernesto @ 0:46. Filed under Metafísica

Estou sempre entendendo por “físico” aquilo que seja natural, isto é, nem sobrenatural (que no meu entendimento não existe), nem abstrato

(conceitos, idéias) e não o que seja objeto de estudo da ciência “Física”. Concreto é algo material. Há muita coisa que é física e não é concreta,

como os campos e a radiação, que são entidades substanciais não materiais, além dos eventos, interações, fenômenos, ocorrências, que não

são entidades, mas são naturais (físicos). O espaço e o tempo são entidades não materiais e nem substanciais (isto é, não são feitos de algo).

Mas não são abstrações (concepções mentais). São objetivamente reais no mundo exterior a qualquer mente. Sua existência não depende de

serem percebidos. Eu diria que pertencem a uma categoria de entidades a que poderia chamar de “formais” ou “relacionais”, como as

estruturas e as dinâmicas. O que é isto? É algo que existe objetivamente no mundo sem ser feito de coisa alguma. Uma estrutura é um arranjo

posicional das partes de um todo. Uma dinâmica é um modo de evolução de um sistema, o espaço é uma capacidade de caber coisas e o

tempo é um fluxo de ocorrências. Tudo isto existe sem que se precise perceber que exista, não depende de mentes, não são idéias (mas para

apreender sua existência é preciso conceber uma idéia a respeito, como, aliás, de tudo o mais).

Toda ciência que conhecemos é um construto humano (não conhecemos nenhuma ciência de outros seres inteligentes porventura existentes

ou a existir). A ciência descreve a realidade por meio de modelos, nos quais faz uso de várias linguagens (idiomas, matemática, imagens… ) que

pretendem dar significado a tudo que existe e ocorre no mundo, do modo como é percebido pela mente humana, a ela levado pelos sentidos

e, mais ainda, ver se consegue penetrar na realidade em si mesma, independente de sua percepção, revelando, inclusive, a relação entre a

coisa e sua percepção, de tal forma que se possa ter um entendimento da realidade e, até, controlá-la e modificá-la. Mas só se faz ciência

porque, além das mentes, existe uma realidade a ser estudada, independente das mentes. Senão seria apenas ficção.

Discordo de que a ciência seja platônica e que a “coisa em sí” seja a idéia que se tem dela e que ela mesma seja apenas uma instância

representativa da idéia. Pelo contrário: a idéia é que é uma representação da “coisa em sí” existente no mundo. O elétron existe por si mesmo,

sem que seja preciso dar-lhe um nome ou se fazer qualquer idéia do que seja ele. Existe da mesma forma se não houvesse mente nenhuma a

representá-lo. Certamente que outros tipos de mente (ou mesmo a nossa) poderiam ter construído outro tipo de representação do mundo e,

então, a ciência física seria algo inteiramente diferente, com outros conceitos e outras relações. Mas que igualmente representaria a realidade

“real” e objetiva do mundo.

Força, energia, por exemplo, são conceitos que representam atributos de sistemas e interações, inclusive associados a grandezas mensuráveis

bem definidas operacionalmente. Mas que poderiam ser outras. De qualquer modo, há na natureza alguma coisa que chamamos de

“interação” e que possui intensidade, que a grandeza arbitrária “força” mede. Do mesmo modo, tempo e espaço são entidades para as quais

se define arbitrariamente atributos, como intervalo, comprimento e volume para medi-los. Mas eles existem por si.

A questão não é ser ou não “observável pelos sentidos”, como é o caso de campos elétricos, magnéticos, gravitacionais, ou o “campo da

matéria”, representado pela “função de onda” na representação de coordenadas da Mecânica Quântica (de Schroedinger). A questão é que a

representação que se faz dessas entidades nas teorias físicas só tem significado porque existe, de fato, algo na natureza que esta

representação representa. Campo não é uma abstração: é algo real, perceptível, se não pelos sentidos, por suas manifestações, que, por sua

vez, os sentidos percebem. Mesmo em teorias mais exdrúxulas, como das branas ou supercordas, tais conceitos são introduzidos em equações

para dar sentido aos resultados, mas a interpretação que se dá é de que, de fato, existiriam tais tipos de coisa. Nisso é que digo que a

interpretação não é platônica. Constroem-se teorias em que se avocam certas entidades no bojo da teoria, mas a teoria só se confirma se tais

entidades tiverem um modo, mesmo que indireto, de se manifestar. É o que acontece com os quarks e glúons. Não são meros artifícios

teóricos inexistentes. Mesmo que nunca observados isoladamente, a concepção é a de que, tudo funciona como a teoria prevê porque, de

fato, eles existem.

Sou monista fisicalista reducionista. Quando digo que tudo é físico o que estou pretendendo dizer é que tudo se reduz à física, isto é, não

existe nada que exista sem que tenha uma base física, mesmo que não seja físico, como, por exemplo, as leis. Estas só existem porque existe

uma sociedade de pessoas providades de consciência e racionalidade, que só ocorrem em seres físicos, mesmo que sejam robôs. Em suma, não

26 existe uma realidade sobrenatural e nem uma “mundo das idéias” platônico. Idéias são geradas em mentes, que só existem em cérebros

(mesmo eletrônicos).

Certamente que a existência de qualquer coisa pertencente à realidade “real” ( isto é fora das mentes), ocorre ao longo do tempo (o conceito

de “coisa” é meio complicado). Isto é, ela existe enquanto está presente no mundo. Quanto a se darem no espaço, pode-se entender que sim,

uma vez que as interações, os fenômenos, as ocorrências se dão com entidades substanciais, que são extensivas.

Outras categorias de realidade, como as idéias, não existem no espaço, mas existem no tempo.

Quanto aos ditos “espíritos” (como Deus, por exemplo), seriam entidades que existem fora do espaço e do tempo. Não vejo como tal tipo de

coisa possa existir.

Do mesmo modo que considero que todo filósofo precisa entender de física, também acho que todo físico precisa ser filósofo. Especialmente a

física, que é a ciência fundamental da natureza, tem uma intercessão enorme com a filosofia. É claro que as aplicações práticas dos

conhecimentos físicos independem de sua interpretação filosófica. Mas ciência não é apenas o desenvolvimento de conhecimentos,

habilidades e competências que possibilitem o controle do comportamento da natureza para se obter engenhos úteis ao propósito que se

quizer. Isto é engenharia, agronomia, medicina ou alguma outra área de conhecimento aplicado, sem dúvida extremamente relevante. Mas

nâo é só de utilidades que se compõe a ciência. No seu caráter puro, a ciência é como a arte: inútil! Mas é das inutilidades que se compraz o

espírito (numa concepção fisicalista e não espiritualista). Para que serve a cosmologia, por exemplo? Para que se gastam bilhões de dólares na

construção do LHC ou do Hubble? Para se gerar conhecimento. Apenas conhecimento, sem se preocupar com sua utilidade. Pode ser que

algum dia se encontre alguma ou não. Isto não invalida a pesquisa pura. E na teoria? Que diferença faz se a natureza, em seu mais profundo

nível de realidade, é descria pela “Teoria M” ou pela “GUT”? Por enquanto, nenhuma. Mas isto é um assunto válido de pesquisa, não só para

inchar o ego dos pesquisadores ou lhes possibilitar turismo grátis para apresentar trabalho em congressos. Isto também ocorre, mas há,

também, um desejo profundo em se conhecer como tudo, de fato, é. Então, analisar filosoficamente o conceito de referencial inercial não é

um mero preciosismo inútil, mas um degrau importante na compreensão do significado do mundo.

O nada, o espaço, o tempo e o Universo

by Ernesto @ 0:02. Filed under Cosmologia

Um não-Universo não é nada, não tem conteúdo algum e, logo, nenhum atributo que o conteúdo poderia ter, como energia. Além disso não

possui espaço (nem vazio) e nem decorre tempo. Um Universo de uma só partícula tem um conteúdo, com todos os atributos que possa ter

(massa, energia, spin, número bariônico, número leptônico, estranheza, isospin e o que mais for). Como uma partícula física não é uma

partícula matemática, ela tem uma dimensão, portanto este Universo tem um espaço que é exatamente o volume dessa partícula. Aliás, antes

do Big Bang, o que existia era exatamente isto, uma única partícula constituída de campo indiferenciado (não era campo elétrico, nem

magnético, nem gravitacional, nem o campo da matéria bosônica, nem fermiônica era qualquer coisa, única e indivisível, que ocupava todo o

espaço existente, nada havendo fora dela (nem espaço vazio). Antes que sua expansão tivesse início não havia também transcurso de tempo,

e, logo não se pode dizer que tal coisa sempre existiu ou surgiu no momento em que começou a expandir, pois a noção de sempre exige a

noção de tempo. Isto é, não existem momentos anteriores ao início dos tempos, daí não se poder dizer que algo existe, sem que se possa dizer

que permanece no mundo ao longo do tempo.

Sugiro uma consulta ao artigo “nada” que escrevi para a Wikipedia em português.

O espaço e o tempo não são o palco dos eventos. São entidades físicas decorrentes da existência de um conteúdo substancial no Universo que

não permanece sempre no mesmo estado. Não havendo conteúdo não há espaço, isto é, não há lugar, não há volume, não há “cabência”. Esta

última palavra exprime bem o conceito do espaço: a capacidade de caber algo, um volume que pode ser preenchido. Conceitualmente pode-se

imaginar um espaço vazio, mas tal coisa não existe na realidade física. Todo espaço existente é preenchido ou por campo, ou por radiação ou

por matéria. Se não houver matéria, o espaço é denominado vácuo. Mas sempre há campo e radiação. A representação do espaço como

conjunto de pontos é um modelo matemático. O mais adequado à descrição da realidade física é o de uma “variedade diferenciável”, que é um

conjunto de coordenatizações, todas interligadas por transformações diferenciáveis, que representa o espaço físico e evita singularidades de

coordenadas, como os pólos da Terra, nos quais todas as longitudes coexistem numa única latitude. A marcha do tempo e a dimensão do

espaço (a distância entre dois pontos) não é uma coisa estacionária, mas dinâmicamente relacionada à presença de concentrações de massas e

de energia, bem como ao movimento relativo dos referenciais. Por isto é que a Teria da Relatividade Geral é chamada de “Geometrodinâmica”,

isto é, a dinâmica da geometria. A geometria e a topologia são determinadas pelo conteúdo, pelas interações e pelos eventos que se dão no

Universo. Há uma retroalimentação que não permite caracterizar o espaço como “palco” dos eventos, deles independente e nem o tempo

como algo que escoe por si mesmo. Eles também são atores da peça.

Seria possível a existência de algo sem haver espaço nem tempo? Como diz o Eros, creio que não, e argumento. Existir é ser real, isto é, estar

presente no mundo. Vamos nos restringir à realidade física, pois as outras categorias só existem se ela existir. Algo físico ou é uma ocorrência,

fenômeno ou evento ou é um sistema de entidades substanciais (campo, matéria e radiação). Os primeiro se dão com os segundos, sendo o

espaço o conjunto de lugares ocupados pelos segundos e o tempo algo que decorre do fato de tudo o que existe evolve, isto é, muda de estado

(estado é a configuração mais a dinâmica). Isto significa que espaço e tempo só existem se existir alguma coisa e não o contrário, ou seja não é

preciso haver tempo e espaço para existir alguma coisa, mas existindo alguma coisa daí decorre o tempo e o espaço. Mas poderia haver espaço

sem tempo, ou tempo sem espaço? Não! A não existência de espaço significa a inexistência de coisa alguma. Logo, como o tempo decorre das

mudanças de estado do que existe, sem espaço não pode haver tempo. Mas poderia haver espaço sem tempo? A princípio parece que sim,

pois um conteúdo que fosse totalmente estático implicaria na inexistência do tempo, mas poderia ocupar seu espaço. Todavia a noção de

existir significa permanência, mesmo que com modificações. E permanência significa continuação em sucessivos momentos, isto é, no tempo.

Isto significa que, se não houver tempo, não há existência de nada. E como o tempo decorre das mudanças, tudo só existe porque está sempre

em modificação. O Big bang foi uma expansão que começou a partir de um ponto extremamente denso. Tudo começou a existir no momento

27 em que começou a expandir. É inconcebível considerar a existência eterna de uma partícula imutável. Só passou a existir tempo com a

mudança, logo, não existia coisa alguma antes disto (nem “antes”). Isto é o que impropriamente se denomina “surgir do nada”

Matéria e sua percepção

by Ernesto @ 23:58. Filed under Física, Metafísica

Na verdade tudo o que temos conhecimento é a consciência de nossas percepções, que podem nos enganar e, como disse Shakespeare,

“somos feitos da matéria de nossos sonhos”. Não há garantia absoluta de que exista um mundo real fora de nossa mente e nem outras

mentes. Todavia há indícios fortes o bastante para que possamos abraçar a crença na realidade do mundo exterior. Bertrand Russell, em sua

obra “Nosso conhecimento do mundo exterior”, trata do tema. Tudo o que nossa mente percebe do mundo exterior lhe é comunicada pelos

sentidos (que não são só cinco) e estes são excitados por mensageiros físicos que, em última instância, são fótons, não apenas no caso da

visão, mas mesmo nos outros sentidos, pois um som e uma sensação tátil são comunicadas por pressão sobre o tímpano ou a pele e esta

pressão é uma repulsão elétrica entre átomos que é mediada por variação de campo elétrico, que são fótons. Reações químicas responsáveis

pelo olfato e o paladar também se dão por troca de elétrons entre átomos, causadas por forças elétricas, mediadas por fótons. E fótons são

quantizações de campo eletromagnético, de modo que a mente se comunica com o mundo por meio de fenômenos quânticos. Como saber se

algo que está sendo percebido é matéria ou apenas radiação ou campo. Como saber que há algo material no que se está vendo ou se é apenas

uma imagem (ou um sonho ou uma alucinação, que geram imagens internamente, sem participação dos sentidos)? Como saber se o vento é

material ou apenas um campo, já que campos elétricos, magnéticos ou gravitacionais parecem-se com um vento?

Simplesmente pelo cotejo entre diferentes tipos de sensações e pela coincidência do testemunho de sensações subjetivas de sujeitos

diferentes. Em suma: a objetividade é um consenso entre subjetividades distintas. Mesmo assim é possível ser iludido, de modo que o

ceticismo é sumamente prudente. Se vejo, toco, ouço, cheiro uma coisa e todas essas percepções são confirmadas por outras pessoas, posso

crer estar perante um objeto material.

Todavia a coisa não é tão simples assim. Vento é matéria, mas não consigo vê-lo. Posso contudo ouví-lo e sentí-lo. E o ar parado? E um campo

elétrico, magnético ou gravitacional? Não são matéria, mas podemos percebê-los claramente pela força que fazem. Eles possuem extensão

espacial, intensidade e energia. Mas não possuem massa e logo nem peso. E os neutrinos, que são matéria e não possuem massa. Como saber

sequer que existem? Esses casos precisam do auxílio de aparelhos detectores artificiais, já que nossos sentidos não os percebem, como não

percebemos ultra-som (mas cachorros sim). Campos elétricos nos arrepiam os cabelos e os gravitacionais comprimem internamente nossos

músculos, que assim os percebem (mas não somos capazes de os distinguir de um referencial acelerado, o que só instrumentos podem fazer).

Campos magnéticos já são imperceptíveis para nós, mas não para aves migratórias. De certa forma o conceito de que matéria é o que possui

extensão e massa, numa primeira aproximação, é satisfatório. Mas é preciso saber que tem coisas extensas que são naturais (físicas) e não são

matéria, bem como matéria que não possui massa. Uma boa distinção é que a matéria se conserva e os campos e a radiação podem surgir e

desaparecer. Mas há casos em que a matéria também pode se extinguir (quando reage com a antimatéria). Um atributo, contudo, permanece

constante, que é o conteúdo de massa-energia (correlacionados por E=mc²).

É preciso que fique bem claro que matéria não é energia condensada. A equação de Einstein E=mc² não diz isto mas sim que, em uma reação

nuclear, o valor da energia produzida, carreada na forma de energia cinética das partículas produtos da reação e como energia radiante dos

fótons emanados, é igual ao deficit de massa entre os reagentes e os produtos. É uma equivalência entre “massa” e energia e não entre

“matéria” e energia. Energia e massa são da categorias de grandezas que medem atributos das coisas, enquanto matéria, radiação e campo

são da categoria de entidades constitutivas do Universo. Isto é, dizer que matéria é energia é o mesmo que dizer que objetos são preços.

Quanto à possibilidade de fótons serem materiais, este foi, exatamente, o tema de minha tese de mestrado, em 1979-1982, no CBPF, no Rio.

Mostrei que a consideração de uma massa para o fóton, por meio de um acoplamento não mínimo da gravitação com o eletromagnetismo,

produziria a detecção de um “eixo do Universo”, isto é, um momento angular não nulo para o Universo como um todo, derrubando a isotropia

observada. A massa do fóton parece, pois, ser realmente nula. Além disto as partículas bosônicas, podendo surgir e desaparecer à vontade,

não exibem a permanência para que sejam consideradas “matéria”, o que não é o caso dos neutrinos, mesmo que não tenham massa. Os

bósons massivos elementares (não estou falando de compostos, como partículas alfa) só fazem parte da matéria enquanto no interior dos

núcleos.

Um elétron, ou qualquer das partículas elementares, não “é” uma onda e nem uma partícula, na acepção clássica desses conceitos. (onda é

uma perturbação que se propaga e partícula é um corpo de dimensões desprezíveis, possuindo localização e velocidades bem definidas). Elas

são quantizações do campo da matéria que, dependendo da forma como são observadas em ocorrências de que participam, manifestam

propriedades que são consideradas atributos de partículas ou de ondas. Esta dualidade é intrinseca a toda partícula elementar. A teoria das

cordas as considera como laços vibrantes ou ainda, tubos fechados (toros, como uma câmara de ar de bicicleta) que vibram com vários

possíveis modos de vibração que lhes dão características desta ou daquela partícula. Estas vibrações não ocorrem apenas nas três dimensões

do espaço ordinário que percebemos, mas também em outras sete dimensões recurvadas extremamente pequenas, inacessíveis à observação

ordinária. Tal teoria, mesmo que promissora, ainda é uma especulação, se bem que muita pesquisa esteja sendo feita sobre ela.

As partículas elementares que formam a matéria e a radiação realmente não são pontos matemáticos, como as partículas que se considera na

mecânica clássica. Fótons, por exemplo, podem ter quilômetros de extensão. Elétrons, quando ligados ao núcleo de um átomo, podem ter o

tamanho do próprio átomo (um décimo de bilhonésimo de metro), que, mesmo pequeno, é dez mil vezes maior (em diâmetro) do que um

próton ou um núcleo. Um próton ou um nêutron tem uma dimensão da ordem de um centésimo de trilhonésimo de metro, o que não é zero.

A atração magnética não é matéria nem energia. É uma interação mediada por um campo eletromagnético. Certamente que, quando sob esta

interação, os corpos envolvidos se moverem, haverá transferência de energia da forma potencial armazenada no campo para a forma cinética,

28 do movimento dos corpos, ou mesmo térmica, se houver dissipação por atrito no movimento. Já o perfume é realmente devido à matéria, uma

vez que são as moléculas aromáticas que sensibilizam as células olfativas da cavidade nasal. Mas o pensamento não é matéria. Se o fosse seria

possível extraí-lo em uma seringa de um cérebro e colocá-lo em outro, que passaria a pensar a mesma coisa. O pensamento é uma

“ocorrência”, um acontecimento que se dá na estrutura neurológica do cérebro, decorrente de impulsos de inversão de polaridade na

membrana celular dos dendritos e axônios (por efeito de bombeamento de sódio, potássio e cálcio), bem como pelo salto sináptico, conduzido

pelos neurotransmissores.

Certamente que as partículas que constituem a matéria (férmions: quarks e leptons) são condensações (quantizações) de um campo, da

mesma forma que as mediadoras das interações (bosons: fotons, gluons, W, Z). Mas tais campos não se extendem além do volume da

partícula, no caso da matéria e, dos bosons mensageiros, só o foton (e o hipotetico graviton) têm alcance ilimitado. Assim, por exemplo, as

ondas de pressão produzidas pelo coração na corrente sanguínea não são ondas desses campos, mas sim ondas mecânicas de pressão

hidrodinâmica. Outra coisa é que esses campos não são “campos de energia”, pois energia não é um componente substancial de nada e sim

um atributo dos constituintes substanciais do Universo, que são os campos, a matéria e a radiação. A questão do holismo também precisa ser

bem colocada, pois, de fato, não existe a emergência de propriedades de um todo de partes que não provenha de suas partes e da interação

delas com o resto do Universo. Apenas que essa contribuição não é dada simplesmente pela “soma” das contribuições, mas envolve fatores

não lineares, retroalimentações e reforços. O que se denomina “holismo” pode ser considerado como “reducionismo”, desde que entendido

de modo não linear.

Já disse o que vém a ser matéria. Isto é tranquilo. Matéria é algo que possui extensão espacial (mas nem tudo que a possui é matéria, como os

campos e a radiação), que possui inércia (massa de repouso), que exerce e sofre interação gravitacional (mas os campos e a radiação também

o fazem). Mas o grande diferencial entre a matéria e os demais constituintes substanciais do Universo (campo e radiação) é a propriedade de

conservação da matéria. Enquanto os campos (elétrico, magnético, da interação forte, da interação fraca e o gravitacional, nas formulações

que o consideram) são passíveis de surgimento e aniquilação à vontade, a matéria é indestrutível, exceto quando aniquilada pela antimatéria

(quando se transforma em radiação) e só surge aos pares partícula e antipartícula, por flutuações do campo do vácuo, quando a amplitude

energética da flutuação for suficiente para formar as massas de repouso do par, pela equação E=mc². As partículas que assim se comportam e

constituem a matéria são chamadas “férmions”, por obedecerem à distribuição estatística de energia de “Fermi-Dirac”, a qual obedece o

“princípio de exclusão de Pauli”, que impede a existência de mais de uma partícula no mesmo estado em um sistema ligado. Eles possuem spin

semi-inteiro e são os quarks, que formam os prótons e nêutrons e os léptons que são os elétrons, neutrinos, muons etc. Os campos e a

radiação são formados por bósons, que obedecem a estatística de Bose-Einstein e têm spin inteiro, não tendo um princípio de exclusão. São os

fótons (reais: ondas eletromagnéticas e virtuais: campos elétricos e magnéticos), os glúons, os grávitons, a Z e a W (da interação fraca).

Mais uma vez quero desfazer uma grande confusão de conceitos que ainda prevalece: Energia não é um constituinte do Universo. O Universo é

feito de campo, matéria e radiação (além do espaço e do tempo que não são substanciais). Matéria e radiação são quantizações de campos,

logo pode-se dizer que o Universo é feito de campo. Energia é um atributo desses constituintes, como outros, por exemplo, extensão, massa,

carga elétrica, spin (momento angular), momentum (quantidade de movimento) etc. Energia não é uma “coisa”. É uma propriedade de certas

coisas. É errado dizer que a equação E=mc² estabelece uma equivalência entre matéria e energia. Não é isto. Estabelece uma equivalência

entre “massa” e energia. Massa também não é uma “coisa” e sim um atributo de coisas. Esses atributos possuem grandezas para quantificá-los

(não confundir com “quantizá-los”) e essa equação estabelece a equivalência entre o total de energia que se pode obter pela redução da

massa de um sistema e o valor dessa redução. A constante “c” é o valor da velocidade da luz no vácuo, mas, nesta equação, não está

funcionando como uma velocidade e sim como uma “constante de proporcionalidade”.

E campo, o que é? É aquilo de que tudo na natureza é feito (isto é, sua substância). Ele não é feito de nada mais primitivo, mas se manifesta de

forma diferente conforme é percebido, isto é, pode ser elétrico, magnético, forte, fraco, gravitacional, bosônico ou fermiônico. Quando a

densidade de energia é muito grande, o campo é indiferenciado, mas, à medida que vai sendo reduzida, surgem as quantizações e as

diferenciações do campo em partículas elementares, suas cargas, seus spins, e os campos específicos que delas emanam (elétrico, magnético

etc).

O termo “energia escura” é extremamente inapropriado, pois não se trata de uma “energia”, mas de algo que possui energia, o que é

inteiramente diferente, como confundir uma pessoa com o seu nome.

Quanto à incausalidade da radioatividade e do decaimento atômico, pode ser que se venha a descobrir uma causa para tais eventos, o que

hoje não se conhece. Eles se mostram inteiramente fortuitos. A única informação que se tem é sobre a probabilidade de decaimento após

certo tempo de estabelecimento das condições que lhe possibilitem (a excitação). O importante é entender que uma causa não é uma

necessidade para a ocorrência de um evento, mas pode haver, no caso do evento ser um efeito.

Quanto à interação gravitacional, quer seja ela explicada como interação ou como manifestação da curvatura do espaço, em ambos os casos,

os agentes determinantes da intensidade do fenômeno são o afastamento (pela rarefação do fluxo de campo com o aumento da distância,

inversamente proporcional ao quadrado dela, no espaço euclideano) e o conteúdo substancial dos sistemas, isto é, matéria, campo e radiação.

Todos exercem e sofrem efeitos gravitatórios em função do valor do conteúdo de massa e energia existente. Maiores temperaturas significam

mais energia cinética translacional das partículas, logo maior efeito gravitacional (como também inercial). Mas, a qualquer temperatura, todo

sistema possuirá, pelo menos, uma conteúdo de campo, e, quase sempre, de matéria, que conterão energia (potencial no campo e cinética na

matéria) e massa (na matéria), logo atuarão ativa e passivamente na interação gravitacional (não há diferença no valor da carga (massa)

gravitacional ativa (que exerce) e passiva (que sofre).

Antimatéria nada mais é do que matéria em que as partículas possuem suas cargas elétricas invertidas em relação à matéria ordinária, bem

como as demais propriedades eletromagnéticas (momento de dipolo magnético e elétrico, por exemplo). No mais tudo é igual. Num lugar em

que todas as partículas seja de antimatéria, ela será a matéria ordinária e a nossa matéria é que será antimatéria. Toda a estrutura atômica,

29 iônica, molecular e macroscópica existente em nossa região de matéria pode haver da mesma forma com a antimatéria, inclusive a vida, a

mente e a consciência.

O único problema (que mostra que, de fato, tudo é feito de campo), é que, havendo superposição de uma partícula de matéria com outra do

mesmo tipo de antimatéria em algum lugar, elas se fundem, anulando as propriedades que lhes caracterizam e transformando-se em dois

fótons (para a conservação do momentum) que carreiam a energia correspondente a suas massas de repouso (e outras energias que

possuírem), desaparecendo como férmions. Interessante, não é? Isto também mostra que, fundamentalmente, os bósons são mais primitivos e

os férmions, um resultado de algum acontecimento especial, que se supõe seja produzido pelo famoso “bóson de Higgs” que dá origem aos

férmions.

Existe muita coisa física que não é matéria. Começando pelos constituintes substanciais do Universo, campo e radiação não são matéria e

estão presentes em abundância muito maior que a matéria no Universo (cerca de um trilhão de fótons para cada próton ou nêutron). Além

disso existe o espaço, o tempo, os eventos, as interações. Tudo isso é físico e não é matéria. Além dos constituintes físicos não materiais do

Universo (já elencados em postagem anterior), há, no mundo, muita coisa que nem sequer é física (e, logo, também não material), como

mencionado pelo Durval: os conceitos, as idéias, os valores, as abstrações, as normas, as estruturas sociais, as realidades culturais e

econômicas e outras cuja existência depende da presença no mundo de mentes, mesmo que rudimentares. Por exemplo, os preços, as

virtudes, os números, as figuras geométricas, as leis, as músicas, os clubes, as religiões. Mesmo uma grandeza física, como a energia, enquanto

grandeza e não enquanto atributo, não é algo físico, mas uma abstração, um valor numérico que expressa o quanto de energia se tem em um

sistema. O atributo energia é físico, mas o seu valor numérico não. Uma teoria física também não é uma coisa física. É um sistema abstrato de

relações entre grandezas e de leis que elas obedecem. Na verdade, matéria é uma classe bem restrita de ocorrências da realidade. Há muito

mais que não é matéria do que o seja. Certamente que toda realidade biológica é física. Quanto à realidade psicológica, o tema ainda é

controverso, mas, no meu entendimento, todo o psiquismo é devido a ocorrências fisiológicas (e, pois, físicas) do organismo, especialmente do

sistema nervoso e endócrino (mas não só). É claro que espíritos, se existirem, como deuses, anjos, demônios, gênios, almas etc., não seriam

físicos e nem materiais, mas sobrenaturais, isto é, constituídos de algum tipo de substância etérea não material. Considero que tal tipo de

coisa, simplesmente, não existe.

Energia NÃO É, de forma alguma, um dos constituintes do Universo. Energia NÃO É algo palpável. Energia é uma propriedade que os

constituintes possuem, que os capacitam a realizar alguma ação. Não existe “energia” apenas. Existem sistemas físicos que possuem energia

(ou não), nas modalidades potencial, cinética ou radiante (a energia térmica é uma potencial caótica e a sonora é mecânica (cinética e

potencial)). A potencial é própria dos campos e a cinética da matéria. Além de energia, os constituintes do Universo podem ter várias

propriedades, como carga elétrica, massa, momento angular (spin), momento linear, momento magnético, helicidade, estranheza, paridade,

isospin e várias outras. Nenhuma delas existe por si mesma, apenas como atributos de algum sistema (subconjunto do Universo). Assim

também o é a energia.

Nada leva à conclusão de que tudo é matéria. Pelo contrário, a matéria é uma parcela menor dos constituintes do Universo. A maior parte

(74%) do conteúdo do Universo (medido pela quantidade de energia que possui, incluindo nisto a massa) está no campo responsável pela

(impropriamente) denominada “Energia Escura”. Boa parte (22%) está na “Matéria Escura” e o resto no gás intergaláctico (3,6%) e nas galáxias

(0,4%).

A Física absolutamente não trata apenas da matéria. Trata da dinâmica da geometria do espaço e do tempo (que não são materiais), da

dinâmica das interações, dos campos, da radiação e dos fenômenos que se dão com a matéria (movimento e calor). Isto é só uma parte do

assunto da Física, mas não toda ela. A noção de campo e suas quantizações é, atualmente, a área com maior volume de pesquisa em Física.

Mesmo sendo elucubrações mentais e mesmo que a mente seja uma ocorrência fisiológica, os conceitos e os valores não são materiais, como,

aliás, a própria mente. Se um valor fosse material, a bondade, por exemplo, então seria uma substância que poderia ser injetada na veia,

tornando uma pessoa bondosa. Um conceito, uma idéia, também não são algo material. São ocorrências. Este é o conceito chave. Ocorrência é

algo que se dá em um sistema. Um acontecimento. No caso de um pensamento é um encadeamento de transmissões de sinais e registro disto.

Um conceito é um pensamento a respeito do que seja alguma coisa. Normalmente ele é associado a um signo linguístico, além da imagem

sensorial (visual, tátil, auditiva, olfativa, térmica, gustativa, cinestésica etc.). Quando é registrado na memória, tal registro é como uma

instrução para recuperar e associar todas as imagens a ele relacionadas e as lembranças que evoca, inclusive de cunho emocional. A cada nova

evocação do conceito, mais fatores podem ser associados ao registro de seu significado, enriquecendo-o. Além disso, ele pode ser elaborado

pelo raciocínio, aprimorando seu contorno, suas analogias e suas oposições. Mas isto tudo, mesmo que se dê em função de eventos sofridos

por entes materiais (os neurônios e a glia), não é material, da mesma forma que uma queda, um aquecimento, uma deformação, a combustão

ou qualquer outro fenômeno sofrido por um corpo material não é matéria.

O mistério da gravidade não é maior do que o da força de uma cordinha ou da força de contato, em geral. Esta é uma repulsão eletrostática

entre os elétrons dos átomos da superfície dos corpos que se “tocam”. Na verdade, ao empurrar algo com a mão, os átomos desta não se

encostam nos átomos do que está sendo empurrado. Apenas chegam muito perto e repelem, à distância. Só há contato quando os átomos

reagem quimicamente, passando a compor uma molécula abrangendo ambos. Mesmo uma faca que corte um queijo não encosta nele (mesmo

que a separação seja da ordem do tamanho de um átomo). Todas as forças da natureza são aplicadas por um campo. Então o mistério da

gravidade é o mesmo da eletricidade, do magnetismo, das forças nucleares, da força de contato, do atrito. Todas se dão à distância, mediadas

pelos campos que se estabelecem no espaço entre os corpos. No caso da gravidade, contudo, pode ser que esse conceito de campo não vigore

e que a ação gravitacional das massas (e da energia) seja fornecida por um encurvamento do espaço-tempo, que faz com que a trajetória do

movimento seja uma geodésica nesse espaço-tempo (geodésica é a curva mais curta ou mais longa entre dois pontos – por exemplo, na

superfície da Terra uma geodésica é um arco de círculo centrado no centro da Terra). Assim o movimento sob a gravidade é um movimento

inercial (sem força). O que aparenta ser uma força é porque sempre tem-se a impressão de se estar no espaço euclideano, como acontece na

incidência da luz no olho, que supõe que ela tenha vindo retilineamente até ele, mesmo quando não é assim, por refração ou pela gravidade.

30 Daí a formação de “imagens”. A aceleração gravitacional é uma espécie de “imagem” do movimento inercial no espaço-tempo curvo, quando

visto de um ponto de vista euclideano.

Na Relatividade Geral a curvatura do espaço-tempo depende do quantidade de massa, energia e momentum que possui o conteúdo da região

considerada. Curvatura, massa, energia e momentum não são entidades constitutivas do espaço, tempo e do conteúdo do Universo. São

atributos dessas entidades, quantificados por grandezas que se relacionam por meio da “Equação de Einstein”: Rab – (1/2)Rgab =

8(pi)GTab/c^4, em que Rab é a o tensor de curvatura, R o escalar de curvatura, gab o tensor métrico e Tab o tensor momentum-energia.

Juntamente com o conceito de geodésica, esta equação descreve a dinâmica da gravidade e mostra que sua intensidade depende da

quantidade de massa, energia e momentum. Mas isto, de forma nenhuma, equivale a dizer que energia é uma entidade constitutiva do

Universo, do mesmo modo que carga elétrica, massa ou spin. Tais atributos não existem por si mesmos, mas apenas são possuidos por algum

componente do Universo (Campo, matéria e radiação). Não existe “Campo de Energia” mas sim “Energia de um Campo”.

O fato da intensidade da interação gravitacional entre massas ser proporcional ao produto das massas não implica em ser a gravidade infinita

(em intensidade). Seu alcance, contudo é ilimitado e um único elétron, de fato, exerce força gravitacional sobre todas as outras partículas

existentes no Universo. Mas isto não significa que existam infinitas linhas de campo gravitacional emanando do elétron, pois tais linhas são

meramente uma representação do campo, sendo colocadas no número que se desejar. A grandeza física relevante no caso é o “fluxo de

campo”, que é o produto da intensidade do campo pelo elemento de área que lhe é perpendicular. Integrando-se tal fluxo sobre uma

superfície fechada que contenha alguma massa em seu interior, o fluxo total é proporcional a essa massa (Lei de Gauss). O fluxo é uma medida

da “quantidade de campo” emanado por uma massa, como o fluxo luminoso mede a “quantidade de luz”. Outras grandezas relacionadas ao

campo são sua intensidade (correspondente à aceleração devida à gravidade), seu gradiente e o potencial gravitacional. Na descrição

relativística, o potencial está ligado à métrica do espaço-tempo, enquanto o gradiente do campo está relacionado à curvatura do espaço-

tempo (gradiente é a variação espacial da intensidade do campo). Uma coisa interessante é que não existe, na natureza, campo gravitacional

uniforme, portanto há sempre gradiente. O gradiente, que varia com o inverso do cubo da distância, é o responsável pela “força de maré”, que

é a maneira de se distinguir um campo gravitacional genuíno de um referencial acelerado, já que o valor da intensidade em um ponto pode ser

simulado pela aceleração do referencial, mas não o gradiente. A variação temporal e espacial do campo dá origem às “ondas gravitacionais”,

cuja quantização é o “graviton”, ainda não detectado. Sugiro consultar, em uma biblioteca, o livro “Gravitation and Spacetime” de Ohanian, em

nível de graduação (bastam as quatro físicas gerais)

Considerando ser o campo de uma massa puntiforme m a uma distância r igual a Gm/r² e, a esta distância, ele se espraiar pela área de uma

esfera de raio r, igual a 4(pi)r², sendo o fluxo o produto disto, ele vale, 4(pi)Gm. Tal fato pode ser extendido sem dificuldade a qualquer área

fechada, mesmo não esférica, dando o mesmo fluxo para a mesma massa dentro da área. A intensidade do campo é a densidade areal do

fluxo. O potencial é sua antiderivada (primitiva ou integral indefinida), igual a -Gm/r (para massa puntiforme) e o gradiente é sua derivada,

igual a -Gm/r³.

Origem do conteúdo substancial do Universo

by Ernesto @ 0:35. Filed under Cosmologia

O Universo é constituido de campo, radiação e matéria, estes últimos quantizações de campo. A mal denominada teoria do “Big bang”

descreve a expansão do Universo (do espaço que contém o conteúdo e não do conteúdo para um espaço vazio – todo o espaço existente é

preenchido pelo conteúdo. Não existe vazio, só vácuo que é espaço sem matéria, só com campo e radiação). Não existe nenhuma teoria física

sobre a origem do conteúdo primevo, extremamente denso, quente e indiferenciado de campo, que, por uma quebra fortuita de simetria,

começou a expandir-se, inicialmente bem célere, e continua até hoje. A sequência dos tempos que hoje vivenciamos iniciou-se quando a

expansão começou. Sem alteração no estado do conteúdo primevo (que preenchia todo o espaço existente), não havia decurso de tempo.

Pode ser que tal conteúdo resultou de uma contração de um sequência de tempo anterior ou pode ser que tenha surgido sem ser proveniente

de coisa alguma (impropriamente dito como “surgir do nada”), por mero acaso, sem nenhuma razão nem propósito (Aliás a expansão e tudo

que se deu daí para frente, inclusive a nossa existência, também não tem razão nem propósito). Não há lei física que proiba tal surgimento,

pois estas (as de conservação) se reportam ao total de alguma grandeza (massa-energia, por exemplo) em dois instantes distintos de um

sistema sob certas condições (isolado, fechado…). Não havendo instante “antes” do início da expansão, tais leis não se aplicam. Não obstante,

é possível que o valor total das grandezas conservadas no Universo seja exatamente zero, isto é, este Universo, no total, não tem exatamente

nada, só que esse nada total está assimetricamente disposto em coisas complementares aqui e acolá, por exemplo, a energia gravitacional

total e a energia de repouso do conteúdo. A carga total é zero, assim também o sendo o fluxo total de campo eletromagnético. O momento

angular total deve ser zero (assunto da minha tese de mestrado). O cálculo do conteúdo massivo-energético total não é fácil.

Existe um grande mal entendimento sobre o conceito de Energia. Energia não é algo que exista por si mesmo. Não é uma “coisa” nem uma

“entidade”. É um atributo de entidades. Não existe “energia”, mas sim algo que possua (ou contenha) energia. Assim os constituintes

substanciais (filosófica e não quimicamente falando) do Universo não são matéria e energia e sim campo, matéria e radiação, sendo os dois

últimos quantizações fermiônicas e bosônicas do primeiro. Tais entidades possuem energia, mas não “são” energia.

Campo não é apenas uma abstração geométrica que atribui a cada ponto do espaço em cada instante do tempo uma grandeza escalar,

vetorial, tensorial ou spinorial. Isto é um modelo que as teorias constroem para descrever uma entidade real da natureza, não material mas

inteiramente perceptível e mensurável, que possui inúmeros atributos, como extensão, localização, duração, fluxo, intensidade, energia,

momentum, spin etc. Tais atributos podem ser expressos por grandezas convenientemente definidas que o meçam, num arcabouço teórico

que modele o campo. Um campo elétrico intenso é capaz, inclusive, de matar uma pessoa. Tudo no Universo é a manifestação de algum

campo, inclusive a matéria, a radiação e, mesmo, o espaço e o tempo. Como?

31 Pelo que se entende, primordialmente, todo o Universo constituir-se-ia em um único campo indiferenciado e extremamente denso. Se tal

estado surgiu e logo começou a expandir ou se sempre existiu é irrelevante, pois nada acontecendo com ele não há decurso de tempo, que

advém das alterações no estado do Universo. O próprio espaço também é uma decorrência do conteúdo do Universo. Isto é, primordialmente

todo o expaço existente era o que continha este campo, não havendo vazio, como, aliás nunca há. Não existe espaço vazio no Universo. Vácuo

sim, mas não vazio (vácuo é um espaço sem matéria, só com campo e radiação).

Considerações cosmológicas

by Ernesto @ 21:54. Filed under Cosmologia

Vácuo é um espaço que não possui matéria, mas pode conter campo e radiação. Vazio seria um espaço sem matéria nem campo, nem

radiação. Isto não existe no Universo. Nada é a ausência inclusive de espaço vazio e de passagem de tempo, além da falta de conteúdo

material, campo e radiação, que são os constituintes substanciais do Universo. Nada não é nenhuma entidade nem coisa alguma tangível. É só

um conceito que representa ausência de tudo, inclusive de possibilidade de ocupação (que é o espaço) e de normas ou leis naturais de

qualquer espécie.

Eu não disse que o Universo surgiu do nada. Isto é impossível. Disse que surgiu sem ser proveniente de algo anterior. É diferente. Não havia

nada e, súbito, passou a haver, sem procedência. Isto éperfeitamente possível e não contraria nenhuma lei natural de conservação (massa,

energia, carga, spin etc), porque estas leis se referem a valores existentes em momentos diferentes do tempo. Mas, antes de ter surgido o

Universo não existia coisa que tivesse esses atributos e nem instante de tempo. Nem sequer havia “antes”.

Se Deus for algo pertencente ao Universo, então o Universo sempre existiu e o que Deus fez foi apenas dar-lhe forma a partir de sua própria

substância. Isto é o panteísmo, bem mais palatável do que o deísmo ou o teísmo. Mesmo assim, considero que o Universo não possui atributos

de inteligência, vontade e poder para ser considerado divino.

A existência do Universo, em absoluto, implica na existência do homem. Ela é um acidente fortuito. Deus não é uma criação da mente humana.

O conceito de Deus sim. Deus não existe, mas, se existir, existe independentemente da existência do homem.

A noção de eventos incausados foi percebida nos fenômenos quânticos sim. No nível de dimensões espaciais e temporais acessíveis à

observação humana desarmada, em razão do grande número de partículas envolvidas, a noção de causalidade se apresenta. Mas sua extensão

a outros domínios é uma indução incorreta, à vista dos contra-exemplos diuturnamente ocorrentes na natureza.

De fato, o Big Bang não foi uma explosão e nem o surgimento do Universo mas sim o início de sua expansão, a princípio extremamente

acelerada (era da inflação), depois menos e, agora, novamente acelerada. Esta expansão se deu nas três dimensões espaciais a que temos

acesso. É possível que existam outras, recurvadas e extremamente diminutas, imperceptíveis a nós, como propõe as teorias das cordas, das p-

branas e a teoria M, ainda carentes de comprovação. No entanto é certo de que a dita singularidade primordial não se trata de uma

singularidade matemática, pois no domínio de densidade ali existente, as equações da Relatividade Geral que a prevêm não se aplicam. Então,

naquele caroço hiper-denso, estava contido todo o conteúdo substancial e todo o espaço existente. Este conteúdo não era de partículas ou

anti-partículas, quarks, leptons, cordas ou nada do que é feito o Universo atual, mas apenas campo. Isto pode ter estado ali sem ter surgido. Eu

não digo

“sempre”, porque o tempo é uma decorrência das alterações no estado do Universo, de modo que, se tudo não mudar, não passa o tempo.

Por isso é válido dizer que a sucessão atual do tempo começou no Big Bang. Mas pode ter havido um outro intervalo de tempos anterior, que

se fechou ao fim de uma contração, por exemplo, mesmo que a atual expansão seja indefinida (ou não, não há como saber). A questão

principal, portanto, é a do surgimento desse conteúdo do caroço. A concepção de que ele tenha sido criado por uma entidade extra-universal

me parece extremamente inverossímel, muito mais do que a suposição de que tenha surgido sem causa e nem procedência ou de que já havia,

não tendo surgido.

Como disciplina abstrata da matemática, nenhuma geometria é priorizada em detrimento de outra. Os espaços de Euclides, Lobachevsky,

Riemann, Finsler, Cartan e outros são todos intrinsecamente consistentes. A questão é saber qual deles descreve o espaço e o espaço-tempo

reais da natureza. Pelo que se conhece, em escala astronômica, o espaço exibe curvatura, mas não torção nem cisalhamento, o que faz com

que seja descrito por uma geometria Riemanniana, enquanto o espaço-tempo por uma geometria pseudo-Riemanniana, por causa da

assinatura de sua métrica possuir o termo negativo do tempo. No entanto, próximo à superfície da Terra, por exemplo, a curvatura é tão

pequena que a geometria Euclideana dá uma descrição excelente, que permite, inclusive, a previsão de trajetórias de planetas e naves

espaciais, exceto se muito próximos do Sol, como Mercúrio. Cosmologicamente falando, já se considera que o Universo, como um todo, seja

plano (euclideano). Em torno de cada concentração de massa (Galáxia, estrela, buraco-negro etc) ele exibe curvatura experimentalmente

mensurável. O importante da Relatividade Geral foi mostrar que o espaço pode não ser infinito e pode ser curvo, mesmo que não o seja. E,

principalmente, que não existe espaço vazio no Universo. Isto é, a expansão do Universo não é a expansão de seu conteúdo para um espaço

vazio infinito. É a expansão do próprio espaço, cada coisa continuando no mesmo lugar e se afastando porque os lugares estão se afastando.

A concepção holográfica do Espaço-tempo é uma hipótese não confirmada, em que pese o apoio de cientistas de renome, como David Bohm,

Karl Pribram e Michael Talbot. Quanto à questão das dimensões extras, na teoria das cordas, elas seriam enroladas sobre si mesmas, não

permitindo transmissão de mensagem à distância, que teriam que percorrer as usuais, no máximo à velocidade da luz. A questão da não-

localidade não viola o princípio relativístico da velocidade limite da luz porque a informação sobre qualquer alteração de estado de um par de

partículas emaranhadas seria transmitida luminarmente. Mesmo que o Universo fosse, de fato, holográfico e a informação pudesse ser

transmitida instantâneamente, nada disso implica na necessidade de haver causa para todo evento. Tal consideração advém da observação

dos fatos acessíveis à observação, na escala de distâncias e tempos perceptíveis pelo homem. A extensão a todos os casos é um raciocínio

indutivo que, como se sabe, não possui garantia de validade, sendo derrubado por um único contra-exemplo. E, no domínio subatômico, tanto

a desintegração radioativa quanto a emissão de fótos pela eletrosfera excitada são eventos fortuitos, isto é, não são efeitos de causa alguma. O

estado de excitação é condição e não causa da emissão fotônica. Um átomo pode permanecer indefinidamente excitado ou emitir a qualquer

momento, ser razão alguma. Numa coletividade o que se tem é um valor estatísticamente esperado (a vida média) ou um tempo de

decaimento da metade da amostra (a meia vida). Mas nada determina o tempo de decaimento de um átomo isolado. Teorias mirabolantes,

32 como a das variáveis ocultas, foram propostas apenas para preservar a causalidade, mas não são consistentes. Realmente causa não é algo

necessário para todo evento. Nada há, nem lógica nem fenomenologicamente, que implique nessa necessidade. Trata-se de um preconceito,

como o determinismo.

O surgimento da matéria e da radiação a partir do campo primordial indiferenciado e extremamente denso é um processo de quebra de

simetria, semelhante a uma mudança de fase no estado de agregação de corpos, criando sólido, líquido e gás. Aquela condensação de campo

pode ser entendida como um único e monstruoso hiper-ultra-super-extra-híperon que, sozinho, continha todo o conteúdo de massa-energia e

quaisquer propriedades de tudo o que faz parte do Universo atual, inclusive todo o espaço existente. Nada havia fora dela. Se ela já existia ao

iniciar-se a expansão ou se surgiu já començando a se expandir, não se sabe, mas as duas hipóteses são plausíveis, além de que ela seja o

estágio final de contração de um período anterior que, inclusive, pode se dar em ciclos. Essas conjecturas ainda não podem ser decididas em

termos dos valores conhecidos das grandezas descritivas do estado do Universo e de sua evolução, mercê dos erros envolvidos nas medições e,

mesmo, de não se ter, ainda, um modelo teórico perfeitamente estabelecido. Isto que é o objeto de estudo da Cosmologia, em que fiz meu

mestrado. Na expansão começou a contagem da atual sucessão do tempo, mas podem ter havido outras sucessões anteriores. Para um bom

apanhado de toda esta questão, sugiro uma consulta ao artigo:

http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_Big_Bang ,

bem como aos links nele mencionados, inclusive os da própria Wikipedia.

Infelizmente em português os artigos são bem mais restritos.

A lei da causalidade

by Ernesto @ 1:50. Filed under Metafísica

Não existe “Lei da Causalidade”. Causa é um evento cuja ocorrência provoque a ocorrência de outro, denominado seu “efeito”. A causa

precede temporalmente o efeito. O que acontece é que nem todo evento é um efeito. Isto se chama “incausalidade” e é o mais comum, no

domínio microscópico da natureza. No nível acessível diretamente à observação humana, os eventos experimentados pelos sistemas

complexos exibem uma relação de causa e efeito. Daí se induz que tal fato seja uma necessidade universal, isto é, que todo evento seja efeito

de alguma causa. Como toda indução, sua validade não é garantida e um único contra-exemplo a derruba. Ora, isto é o que ocorre a todo

momento no nível subatômico, como no decaimento radioativo e na emissão de fótons por átomos excitados (a excitação é condição e não

causa da emissão). Logo tal lei não prevalece, sendo apenas um comportamento particular de alguns eventos (mesmo que fossem a maioria,

mas não são).

Note-se, contudo, que causa e efeito são eventos e não seres. Um ser não possui causa. O que poderia possuir causa seria o evento de sua

passagem da inexistência para a existência. Isto não é obrigatório, mas, mesmo que o fosse, não tem significado dizer que algo menor possa ou

não ser causa de algo maior. Que “tamanho” é este que algo possuiria? Pelo que entendo, não há nada que possa ser maior do que o Universo,

pois ele é o conjunto de tudo. E não pode haver nada menor do que coisa alguma, que se chama de “nada”, desde que se entenda que “nada”

não é algo que exista, isto é, não é ser, tampouco ente. Contudo, mesmo que o Universo tenha surgido sem que houvesse algo que o

precedesse, não se pode dizer que tenha sido causado pelo “nada” e sim que seu surgimento não tenha tido causa.

Surgimento do nada

by Ernesto @ 1:28. Filed under Cosmologia

Se o Universo começou a existir em um momento, antes do qual nada havia e se é obrigado a que o que passou a existir teve que ser

proveniente de algo pré-existente então nem Deus seria capaz de criar o Universo, pois a admissão de que o surgimento do Universo foi uma

“criação” significa que antes nada havia. Se tal coisa foi possível é porque é possível algo aparecer sem que seja proveniente de um conteúdo

precedente. A questão disputada não é esta. Criacionistas e naturalistas concordam em que houve um surgimento do Universo, mas discordam

de que este surgimento tenha se dado por um ato voluntário de uma entidade supranatural com poder suficiente para tal ou foi inteiramente

expontâneo e incausado. Mas que surgiu do nada, surgiu, nas duas hipóteses. A alternativa é a de que o Universo sempre existiu e isto não é

uma impossibilidade metafísica, cosmológica e nem lógica. O que pode decidir são as observações cosmológicas e as teorias precisam se

adequar aos dados observacionais. Pelo que se tem de informação disponível hoje, o Universo teve um início. Se o seu conteúdo já existia

antes desse início, esse conteúdo era o Universo. Se ele começou, então, antes não havia nada. E nada é ausência total, inclusive de tempo,

espaço, matéria, campos, radiação com todos os seus atributos, como energia, momentum, spin, carga etc. Portanto é preciso se admitir que

seu surgimento se deu sem que fosse proveniente de coisa alguma, mesmo que tenha sido por obra de Deus.

Incausalidade

by Ernesto @ 17:43. Filed under Cosmologia, Metafísica

“Se tudo no Universo tem causa, o universo não sendo diferente daquilo que o constitui também deve ter causa, se, na presença da causa, o

efeito sucede-se imeditamente, o efeito não sendo gerado, eternamente, mas no tempo, implica numa causa inteligente e não fisica.”

Muitos eventos absolutamente nâo têm causa, e eles ocorrem em número elevadíssimo a todo momento, como o decaimento radioativo e a

emissão de fótons por átomos excitados (a excitação é condição e não causa). Logo o raciocínio acima não prevalece para o Universo, isto é,

seu surgimento até pode ter tido uma causa, mas não é necessário que tenha tido. Se teve uma causa, isto significa que houve um surgimento,

antes do qual ele não existia. Logo, é obvio que a causa não pode ter sido natural, pois não havia natureza. Mas nada implica que teria que ser

inteligente. Todavia é preciso ver que uma relação causal entre algo não físico e algo físico é muito mais difícil de ser aceita do que a ausência

de uma causa.

33 “O ser não pode vir do não ser, o nada nada gera, se surgiu tem causa (ser contigente), recebeu ser de outro, se era material o tempo já existia,

se existia devia ser observado, se não era observado não era material, cabe a ciência provar que existia algo fisico antes. E de onde veio a

energia que se exapndiu, como se exapndiu sem energia extra e como assumiu os parâmetros do principio antropico forte ?”

Porque o ser não pode vir do não ser? Porque algo não pode surgir sem que seja proveniente de algo precedente? Ser contingente (isto é,

poder não existir) não tem nada a ver com ser causado. Ser necessário (isto é, não poder deixar de existir) implica em não ser causado, mas,

pelo que me consta, não existe coisa alguma que não poderia não existir, isto é, nada é necessário, tudo é contingente.

Se houve o surgimento de tudo sem que fosse proveniente de nada, então surgiu também a energia, como um atributo do conteúdo surgido. O

mais interessante é que a concepção de que o Universo tenha sido criado e não surgido expontaneamente, também considera que antes não

havia nada e que Deus criou tudo do nada. Isto significa que o nada pode dar orígem a tudo. Se o pode por obra de algum Deus, porque não o

poderia por conta própria? De onde Deus tirou o conteúdo de que é feito o Universo? Já existia? Foi produzido por Deus? A partir de que? De si

mesmo? Mas Deus não é físico, logo não tem conteúdo substancial e nem energia (nem carga elétrica, nem rotação, nem translação… ). O fato

é que com Deus ou sem Deus, o conteúdo do Universo e todos os seus atributos tem que ter surgido do nada, a não ser que ele tenha sempre

existido.

Tempo cíclico

by Ernesto @ 22:11. Filed under Cosmologia

A concepção cíclica do Universo não significa um repassar do tempo sobre si mesmo, mas um avanço não necessariamente linear, mas

progressivo. Todavia certas condições tornam possível a existência de curvas temporais fechadas no espaço-tempo e, então sim, poder-se-ia,

indo sempre para o futuro, voltar-se a vivenciar momentos já passados. Mário Novello trata disso em seu livro “Máquina do Tempo” (Zahar). A

possibilidade de tal coisa ser um comportamento global do Universo, que, após o “Big-crunch” voltaria não a um novo “Big-Bang”, mas ao

mesmo, repetindo-se indefinidamente, não é plausível, uma vez que a redução a uma singularidade destrói toda informação sobre a estrutura

cósmica e, inclusive, o novo Universo que surgiria, poderia comportar-se de acordo com leis físicas inteiramente distintas das que se dão neste.

No entanto, as mais recentes medidas da expansão do Universo indicam que ela será indefinida, levando a uma morte assintótica do Universo,

em que o tempo deixará de passar. Isto implica também no fato de ter havido um início dos tempos, momento em que o conteúdo substancial

e espaço-temporal deste Universo iniciou sua expansão. Em relação a este momento não haveria nenhum “antes”, de modo que tudo teria

surgido, então, sem provir de coisa alguma, sem causa e nem propósito. Não há necessidade de se supor nenhum Deus para explicar tal

ocorrência. Ela foi inteiramente fortuita e poderia perfeitamente não ter se dado.

Comentário em: http://mundofilosofico.blogspot.com/2009/01/o-tempo-redondo.html

O Universo

by Ernesto @ 21:35. Filed under Cosmologia

Sobre a existência do Universo, pode-se conceber que ele sempre existiu ou que surgiu em um momento. Ambas possibilidades são científica e

filosoficamente aceitáveis. Os dados observacionais é que poderão levar a decidir por qual delas. Pelo que se conhece o conteúdo do Universo

apresenta uma expansão com velocidade tanto maior quanto mais afastado se encontra o objeto, expansão esta, inclusive, acelerada. Donde

se conclui que, no passado, todo este conteúdo esteve altamente concentrado. Os cálculos mostram que o momento em que tal expansão

começou situa-se a 13,7 bilhões de anos atrás. O problema que se põe é se o conteúdo primevo que começou a expandir-se surgiu então ou já

havia. Não se tem ainda como saber. O fato é que, naquele momento, iniciou-se o tempo, pois este decorre do fato de haver alteração no

estado do Universo, o que não se dava antes do início da expansão. O nome “Big Bang”, dado a este início não é apropriado, pois não se tratou

de uma explosão, mas sim de um súbito inchamento do próprio espaço, que sempre abrange todo o Universo, isto é, não há espaço vazio

“fora” do Universo.

Outra questão é se tal expansão teve uma causa ou foi fortuita. Não há razão necessária para que tenha tido causa (como, aliás, qualquer

evento), mas pode o ter tido. Caso tenha tido, ela teria que ser oriunda de algo extrínseco ao Universo (Deus?). Tal possibilidade, contudo, tem

sérias dificuldades, como o modo com que se teria dado a relação causal de algo não físico sobre algo físico. Tal mecanismo (inclusive

responsável por algum milagre) ainda não é conhecido, o que não significa que não possa vir a sê-lo. O importante é que a possibilidade de que

o surgimento daquele conteúdo tenha se dado sem que fosse proveniente de nada pré-existente (como aliás o seria se tivesse sido dado por

um ato criativo de Deus), e de forma expontânea (incausada), não pode ser descartada. Isto é, não existe um princípio de causalidade

necessária para todo evento, que pode não ser efeito de nada.

Incausalidade na origem do Universo

by Ernesto @ 22:39. Filed under Cosmologia, Metafísica

Sabe-se que tudo o que existe era um campo que começou a se expandir em um momento. Se tudo isso já existia, surgiu ou foi criado, é

especulação. Mas o fato é que nada impede (nenhuma lei de conservação) que tenha surgido do nada. Se existia, mas de forma

completamente estática, não havia decurso de tempo, até que a expansão iniciou-se, sendo aí o “início do tempo”. Quanto ao espaço, todo ele

seria o que conteria esse campo, que, dado a sua altíssima densidade, teria imensa curvatura. Não havia e não há espaço “fora” do conteúdo

do Universo. Tal conteúdo primevo seria “campo puro”, sem quantização em nada, nem quarks, nem glúons, nem leptons, nem fótons, nem

W’s nem Z’s. O interessante é que a temperatura seria zero. A energia seria toda potencial. Somente quando alguma perturbação originou a

expansão, teria havido a súbita transformação em cinética (temperatura), que, inicialmente seria altíssima, significando que a aceleração da

expansão, em seu início, seria imensa. O espaço-tempo é função de seu conteúdo, mas não é algo substancial, mas sim estrutural, isto é, um

atributo do conteúdo que lhe define a extensão e ritmo de evolução.

34 Entendendo espaço como a “cabência”, isto é, cabacidade de caber, como também a “locância”, ou seja, possibilidades de localização, pode-se

perceber que não há vazio, isto é, só há espaço se preenchido por conteúdo. Vácuo existe, pois vácuo não é espaço vazio, mas apenas espaço

desprovido de matéria (quantizações fermiônicas), mas preenchido por campo (não quantizado) e radiação (quantizações bosônicas). Quanto

ao tempo, trata-se de uma propriedade do campo universal relatada à suas mudanças de estado (estado é o modo como um sistema “está”,

isto é, como se configura (distribui-se pelo espaço) e como se dinamiza (tende a evoluir)). Mesmo que alguma região não evolua, se houver

evolução em qualquer lugar (pois o Universo é todo interconectado), decorre tempo. Mas se todo o Universo estiver estático (na morte

térmica ou no ovo primordial), não decorre tempo.

A redução localizada de entropia (às custas de um aumento maior na vizinhança) pode ser obtida naturalmente por meio de interações

atrativas e cumulativas, como a gravidade, as pontes de hidrogênio e a força de Van der Walls (mas não pelo eletromagnetismo). Isto permite a

formação de galáxias, de estrelas, de planetas, de bio-moléculas e, a partir daí, da vida. Uma concentração aleatória de gás interestelar, por

exemplo, devido às flutuações caóticas, dá origem, pela gravidade, a um incremento cada vez maior da concentração, com a sucção do gás

circunvizinho, que leva à formação de estrelas (e galáxias, numa escala maior). A conservação do momento angular promove a formação de

um disco, do qual surgem planetas, por outras concentrações. Nesses planetas, havendo condições propícias de pressão, densidade e

temperatura, formam-se agregados de átomos que se unem para a formação de moléculas mais complexas até a vida. A vida trabalha com

redução de entropia às custas do aumento maior do ambiente devido à respiração e todas as excreções, inclusive perda de calor. Mas isto não

poderá se dar indefinidamente e, algum dia, esse mecanismo não mais será possível, levando à degeneração completa do Universo (se não

houver “big crunch”). O princípio antrópico forte não suporta uma analise mais apurada e o fraco nada mais é do que uma mera coincidência.

Um Universo estático é uma possibilidade lógica sim. Alíás, é o que mais provavelmente ocorrerá dentro de uns cem bilhões de anos, quando

todas as estrelas tiverem esgotado seu combustível e o Universo como um todo estiver em seu nível mais baixo de energia e a entropia total

tiver atingido o seu máximo. Não haverá nenhuma possibilidade mudança, porque tudo já estará no fundo do poço de energia. Mesmo a

energia potencial da presumida quintessência terá se esgotado, não podendo mais acelerar a expansão. E o afastamento mútuo de todas as

coisas terá atingido o limite de energia potencial gravitacional nula, de modo que não poderá mais haver contração. Então a expansão cessará,

tudo estará escuro, todos os fótons da radiação de fundo terão atingido frequência zero, a temperatura terá atingido o zero absoluto e nada

mais mudará. O tempo não passará. Mais isto será atingido assintoticamente.

Como a temperatura é a densidade de energia cinética translacional, e como a energia potencial gravitacional aumenta com a separação, a

expansão do Universo provoca o aumento da energia potencial gravitacional (que , sendo negativa, atinge seu máximo valor no zero) e a

redução da temperatura. A presença da quintessência (uma das possibilidades do que seja a Energia Escura – nome bem inapropriado)

introduz uma energia potencial positiva (interação repulsiva), que deve decair com a distância, atingindo zero no infinito. Assim, a morte

térmica é uma constatação de que a energia total do Universo seria nula. Isto, inclusive, diz que, mesmo sem ser preciso, possivelmente, o

surgimento do Universo “do nada”, não infringiu a conservação da energia, pois ela era, foi, é e será sempre nula.

Nada não é uma entidade, não possui potencialidade para coisa alguma. É só uma designação para a ausência total: de matéria, de campos, de

radiação, de espaço, de tempo, de espíritos, de mentes, de consciência, de leis e de valores, ou o que seja. Dizer “surgir do nada” não significa

que o “nada” deu origem à coisa, mas sim que ela surgiu sem que tivesse algo de que fosse proveniente. Isto não contraria nenhuma lei de

conservação, no surgimento do Universo, porque as leis de conservação se referem aos valores de alguma propriedade, que permanecem os

mesmos em diferentes momentos. Como não há momento anterior ao inicial, qualquer coisa que apareça nesse momento não precisa

obedecer a nenhuma lei da conservação, não só porque antes não havia nada, nem leis, mas também porque não havia “antes”. Dizer que

qualquer coisa que surja deva ter existido potencialmente naquilo que a produziu é uma concepção da filosofia aristotélico-tomista que não se

verifica na realidade. Trata-se de um preconceito filosófico, do mesmo tipo do que diz que todo evento tem que ser efeito de uma causa e que

toda causa, nas mesmas circunstâncias, produz o mesmo efeito. Nada disso prevalece após a constatação empírica, no mundo atômico e sub-

atômico, de eventos sem causa, de resultados diferentes de causas iguais em iguais circunstâncias e outras ocorrências aparentemente

padadoxais, que só assim são chamadas por se ter uma concepção lógica e metafísica da realidade que a realidade não possui. Não que nunca

ocorra, mas que não precisa sempre ocorrer.

No caso da pré-existência de um conteúdo estático que tivesse dado origem ao Universo, pode-se considerar que tudo estava contido nele. O

início fortuito da expansão (que poderia nunca ter ocorrido) não requer uma causa. Pode-se dizer que isto existia “em potência” naquele

conteúdo, que era algo e não nada. Mas também pode ser que não havia mesmo nada e o surgimento de tudo já se deu em expansão. Nada

disso é sabido a partir dos dados e das teorias disponíveis, mas são possibilidades física e filosoficamente permitidas.

A incausalidade não significa que não haja ligação entre eventos, mas sim que não haja ligação “causal”, ou seja, provocativa, mas pode haver

ligação condicionante ou ligação de continuidade substancial ou simplesmente sequencial, sem que o anterior provoque o posterior, o que se

denomina “causa”. Não é necessário que todo evento possua uma causa. Isto é um preconceito advindo da observação das ocorrências que se

dão no nível de dimensões e intervalos acessíveis à percepção humana. Não é o que se dá no nível atômico e subatômico.

A expansão atual não implica necessariamente que o Universo tenha tido um início, pois é possível que ela tenha se dado como um tipo de

“ricochete” de uma contração anterior. Isto é questão de se analisar os dados de velocidade e densidade. Pode ser que o Universo tenha

sempre existido em uma infinidade de ciclos de expansão e contração. A morte térmica que descreví é uma das possibilidades, mas não a

única. Atualmente é a que goza de maior plausibilidade, face aos dados conhecidos.

Um Universo estático não seria eterno, pois nele não decorreria tempo e eternidade é um tempo que decorre sem limite. Mas isto pode se dar

no futuro ou ter havido no passado, de modo que o tempo teria existência em um intervalo finito. O fato de hoje haver uma dinâmica não

significa que sempre houve ou sempre haverá.

35 A singularidade inicial do Universo não tinha densidade infinita, pois isto só se dá nos modelos da Relatividade Geral, que não se aplicam a

altas densidades (isto é, não seria uma singularidade). O fato de se desconhecer sua estrutura não impede de se conjeturar que qualquer coisa

seria possível, especialmente se o seu conteúdo tenha surgido sem ser originário de nada (que é o que teria havido se o surgimento fosse uma

“criação” por algo extrauniversal). Certamente que poderia haver o nascimento de outro Universo, se o atual se aniquilasse e se voltasse a não

haver nada (ou não). Pode ser que este Universo seja único ou que tenham havido outros antes ou em paralelo, mas incomunicáveis. Tal não é

o caso para um Universo cíclico ou para a morte térmica, pois nestas hipóteses o Universo não deixa de existir. Na morte térmica cessa a

passagem do tempo, mas o espaço e seu conteúdo continuam a existir numa situação do ser que “é”, ao invés do que se tem hoje, em que

todo ser não “é”, mas “está sendo”, ou seja, tudo o que existe hoje, existe ao longo do tempo. É o “dasein” de Heidegger, pois o “sein” seria

imutável. Mas o tempo não é absoluto e independente da evolução do conteúdo do Universo, como bem o descreve a equação de Einstein

que, do lado esquerdo contém a geometria do espaço-tempo e do lado direito a dinâmica do conteúdo: Gμν = kTμν. Logo seu fluxo pode variar

e, mesmo, cessar. Se houver algum Universo paralelo, ele(s) não se comunica(m) com este, de modo que não se pode saber se há.

Há três conceitos de Universo: observável, conectável e total. O primeiro é o conjunto de tudo o que pode ser detectado (mesmo que por falta

de tecnologia não se consiga). O segundo é o conjunto de tudo que possa ser detectável, em algum momento futuro (que é o conceito com

que estamos trabalhando). O terceiro é o de tudo o que existe, mesmo que seja impossível detectar. Estas coisas não estariam neste universo,

pelo segundo conceito. Então chamariamos o terceiro conceito de “Multiverso”. Tenho para mim que o Multiverso é apenas este Universo,

mas isto é só uma crença, impossível de confirmar ou contrariar.

A relação de antecedente e consequente muitas vezes é confundida com a de causa e efeito, mas pode não ser. Mesmo em ciência isto tem

que ser muito cuidadosamente investigado e pode levar a falsas conclusões, que ocorrem, às vezes, em Medicina, Sociologia, Psicologia,

Economia, Agronomia, Biologia e outras ciências em que as investigações dos fenômenos que lhe são próprios muitas vezes é feita por meio de

levantamentos estatísticos. O fato de se encontrar uma correlação estatística entre eventos sequenciais costuma ser considerado como

causalidade sem o ser. Na prática forense todo cuidado tem que ser tomado para não se condenar um inocente por ilações desse tipo (e os

advogados são mestres em distorcer os fatos para convencer o juri de sua tese). Exemplos de eventos incausados na natureza são os

decaimentos radioativos e a emissão de fótons por átomos ou sistemas de átomos excitados. David Hume já apontou este tipo de problema

em sua “Investigação sobre o Entendimento Humano”.

Surgimento do nada

by Ernesto @ 18:11. Filed under Consciência, Cosmologia

As leis de conservação descrevem o comportamento da natureza existente. Elas não a precedem. Assim, não havendo Universo, não há leis

naturais. Logo nada precisa ser conservado e não há impedimento para o surgimento de qualquer coisa sem que se origine de algo precedente.

O surgimento de tudo a partir do nada só viola o senso comum, que não significa nada. A prescrição de que todo evento seja um efeito nem

sequer é verificada para a imensa classe de eventos que são os decaimentos de sistemas excitados, quer atômica quer nuclearmente. Assim o

surgimento do Universo pode perfeitamente ser um evento incausado e não originado de coisa alguma. Aliás, a concepção do surgimento do

Universo por um ato criativo de Deus, apesar de ser um efeito, não obedece a nenhuma lei de conservação, pois Deus teria criado tudo a partir

do nada. Porque isto não poderia ter se dado expontaneamente?

O conceito de “tempo imaginário” de Hawking é uma espécie de coelho que se tira da cartola. Não vejo muita consistência nele.

Não sei de onde vem a afirmação de que a escala de Planck seja um vasto reservatório de verdade, de valores éticos e estéticos e de

precursores da experiência consciente, pronto a influenciar cada uma de nossas percepções e escolhas conscientes? Como verificar se

realmente existem os registros akáshicos?

As propostas de Dembski em sua formulação do “Desenho Inteligente”, inclusive a “Lei de Conservação da Informação” de sua teoria da

“Complexidade Especificada” não me parecem ter sido cabalmente comprovadas, assim como as propostas de Behe de “Complexidade

Irredutível”. Me parecem muito menos plausíveis do que a Teoria da Evolução.

Esta questão do Universo Holográfico ou mesmo da Mente Holográfica, em que haveria um depósito de informação holograficamente

armazenado através do Universo, passível de acesso a cada consciência individualizada por meio de algum modo de captação do holograma,

também não me é suficientemente desenvolvido e comprovado para ser aceito. Parece com o mito da caverna de Platão: uma fantasia.

Faz sentido o Universo ter “Surgido do Nada”?

by Ernesto @ 23:19. Filed under Cosmologia

“Fazer sentido” é uma aspiração humana. A natureza não tem compromisso nenhum em “fazer sentido” e é preciso que nos dispamos deste

preconceito para a entendermos. Pois bem, aleatoriedade é um fato, faça ou não sentido, creia-se ou não nela. Todavia, há tanto sentido em

se supor que tudo o que existe sempre existiu numa concentração quase infinita que, em dado momento, começou a se expandir, como em

supor que nesse momento é que surgiu tudo o que existe, inclusive os momentos. Portanto não houve momento anterior a este e a situação

seria a de não existir absolutamente nada. Não que o nada sempre existiu até então, pois nada não é coisa alguma que exista. O que vai decidir

entre essas possibilidades são os resultados das observações que estão sendo feitas e ainda o serão.

O termo “flutuações do nada” não foi apropriado, pois, realmente, flutuações o são de alguma coisa, como do vácuo, que gera pares de

partícula e antípartículas. A questão é a da geração do vácuo, que é a primeira coisa que se deu no início do Universo, quando tudo era um

vácuo, do qual tudo brotou. O interessante é que a energia total desse vácuo poderia ser nula, se se levar em conta a energia dos campos de

matéria (positiva), eletromagnético (nula no balanço geral) e os outros bosônicos (desconhecida) e a auto-energia gravitacional do espaço-

36 tempo (negativa). A questão é fazer os cálculos. Ao surgir o vácuo surge também o espaço que o cabe e, como ele surge já em evolução, surge

o tempo. Note que não existe vazio no Universo. Todo o espaço é o que contém o vácuo e o que dele surgiu.

Ainda não se encontrou uma explicação para a ocorrência do surgimento desse vácuo (que é o “tudo” de que você fala). Isto não signifignifica

que não tenha. Uma delas é que tenha sempre existido. Mas não podemos optar por ela apenas porque faça mais sentido. Nem que tenha sido

por uma criação divina. Esta, inclusive traz o novo problema de achar uma explicação para o surgimento de Deus. Se ele sempre existiu, porque

não o Universo? Além de outros problemas mais graves e incontornáveis que a admissão da existência de Deus traz. A questão é, pois,

investigar o que se deu. Pode ser que não se ache resposta. Então fica-se sem, mas não se inventa uma porque se acha mais plausível.

Causalidade desnecessária

by Ernesto @ 23:17. Filed under Metafísica

Não é verdade que, por tudo o que se conhece, todo evento requeira uma causa. Isto só é verdade para os eventos que ocorrem com sistemas

macroscópicos. Nos sistemas microscópicos, não. E como a imensa maioria de todos os eventos que acontecem no Universo são microscópicos

(põe imensa nisto!), então a existência de causa só se dá em uma ridícula minoria, mas que é a que temos acesso diretamente. Quanto ao ônus

da prova não é para a inexistência e sim para a existência de causa. O acaso é que é a hipótese básica para a explicação de qualquer coisa, isto

é, não se ter explicação é o ponto de partida. Se ela for encontrada, então tem. Pode ser que tenha e ainda não tenha sido achada. Mas não é

necessário que tenha. Nada exige isto.

É claro que a excitação tem a ver com o decaimento. Mas não é a sua causa. O decaimento só pode se dar se o atomo estiver excitado. Isto é o

que significa ser uma “condição”. Mas não significa que, se estiver excitado, tem que decair. Um átomo excitado pode decair ou não e seu

decaimento se dá expontaneamente a qualquer momento, sem que haja fator algum que determine este momento. Por isto é incausado. O

que existe são probabilidades de decaimento após cada tempo, desde a excitação. Contando-se o tempo em que metade dos átomos decaem,

temos a meia-vida. O mesmo se dá para o decaimento radioativo, que não se deve à interação eletromagnética mas à interação fraca

(decaimento beta) ou forte (decaimento alfa).

Ao lado da incausalidade, outra grande reviravolta filosófica ocasionada pela Física Quantica é o indeterminismo. Isto significa que, sob

mesmas condições e devido às mesmas causas (ou à sua ausência), sistemas em idênticas configurações e estados podem evoluir para

situações diferentes. Isto é o que significa dizer que a Física Quântica (que aliás é, simplesmente, a Física) é a “física das possibilidades”. Os

“esoteristas quânticos” dizem que a escolha é determinada pela consciência. Mas o fato é que nada há que determine. Isto é o que chamamos

de acaso ou aleatoriedade. Não se pode dizer que seja “determinado pelo acaso” e sim que “não seja determinado”.

Mesmo que você não consiga, na prática, preparar sistemas idênticos em idênticas condições, pode-se observar efeitos que só são capazes de

ocorrer se se levar em conta o indeterminismo quântico. E eles são inúmeros, como o tunelamento de barreiras de potencial e, atualmente,

muitos deles são a base do funcionamento da maior parte dos dispositívos semi-condutores, raios laser etc, que, absolutamente, não

funcionariam se a natureza fosse determinística.

Causalidade

by Ernesto @ 23:03. Filed under Metafísica

A noção de causalidade se aplica isoladamente a cada evento. Entende-se por evento uma transformação no estado de algum sistema

(posteriormente posso passar um glossário de termos ontológicos). Há uma situação dita anterior e outra, dita posterior (depois comento

sobre a identificação do sentido da flecha do tempo). A passagem de uma a outra é um evento, uma ocorrência, um acontecimento, um

fenômeno que se deu com o sistema em questão. Tal evento pode ter-se dado em decorrência da interação do sistema com outro ou

espontaneamente, fortuitamente, aleatoriamente. No primeiro caso a interação é a “causa” de transformação sofrida que é o seu “efeito”. No

segundo caso o evento não possui causa, sendo, pois, incausado. Note que a causa não é um atributo do sistema e sim da ocorrência que se

deu com ele. Assim, seres (entes que existem) não têm causa. O que pode ter causa é o evento do surgimento do dito ser, isto é, sua passagem

da inexistência para a existência. Ao ser não se atribui causa, não porque seu surgimento não a possua, mas porque não é algo que lhe cabe

possuir. O princípio da causalidade afirma que todo evento possui uma causa, isto é, é um efeito. Tal assertiva não é verdadeira, eis a questão.

Ela toma por base a identificação de causa na quase totalidade dos eventos observados na ordem de grandeza dos intervalos de tempo e

espaço acessíveis à observação humana. Dai, por indução, considerar que se extenda a todos. Todavia, no domínio dos tempos e distâncias

atômicas e subatômicas, tal não se dá. Logo há que se rejeitar o princípio, pois na indução, não há garantia da veracidade da conclusão e um

único contra-exemplo a derruba.

A preparação das condições que possibilitam a ocorrência de um evento (causado ou não) se dá por meio de outros eventos, que podem ser

causados ou não. O conjunto de todos os eventos é uma teia ligada por setas de causalidade. Nos nós (eventos), há chegadas e partidas de

setas. Mas podem haver nós isolados, ou dos quais só há saídas ou só chegadas. Além de poder se ter eventos incausados outro fator que

ocorre é o indeterminismo, isto é, condições e causas idênticas, em sistemas idênticos, podem levar e resultados diferentes. Isto é outra das

implicações filosóficas impiedosas que a física quântica trouxe para a filosofia. Considerando todas as partículas existentes no Universo e seus

conglomerados (eu e você, por exemplo) e todos os instantes elementares de tempo que já decorreram desde que o Universo existe, o número

de possibilidades para a atual configuração e estado existente de tudo é estupidamente gigantesco. Mas é o que está aí! Se calcularmos a

probabilidade do que está aí ser o que é, é quase zero, mas não zero. Isto significa que tudo poderia ser completamente diferente. Mas não é.

É o que aconteceu. Isto faz parecer que aconteceu devido a um plano, mas não. É como a vida de cada um. Se eu tivesse, em cada momento de

minha vida, feito outras escolhas, tudo seria diferente hoje. E se eu pensar em quantas escolhas foram feitas, até mesmo em esperar um carro

passar antes de atravessar a rua ou correr para ver se dá para não ser atropelado, são escolhas que podem mudar a vida toda. O que sou hoje

37 é o resultado dessas escolhas. Mas muitas ocorrências de minha vida não se deram por escolha, mas por acaso. Assim é o Universo como um

todo. Não há inteligência global dando diretriz alguma (como no caso da minha vida, em parte).

A aleatoriedade não é incontestável. É, simplesmente, mais plausível. Nunca se tem certeza de coisa alguma. No entanto, se não se encontra

uma causa, por mais que se procure, mesmo que se pense que um dia possa achá-la, é mais sensato supor que não tenha nenhuma. Não há

nada que impeça algo de não ter causa alguma. É possível que o indeterminismo seja devido ao desconhecimento de outros mecanismos

interferentes. O que não se pode é exigir que esses mecanismos tenham que estar presentes e recusar aprioristicamente o indeterminismo.

Isto, sim, é que é preconceito.

Eternidade e Infinitude do Universo

by Ernesto @ 9:58. Filed under Cosmologia

Sobre a eternidade e a infinitude do Universo, eu não acredito nem deixo de acreditar. O conhecimento que tenho a respeito diz-me que todas

as opções são possíveis. Tanto que ele tenha sempre existido quanto surgido num momento. Tanto que perdure eternamente quanto venha a

inexistir (juntamente com o tempo e o espaço). Tanto que se estenda infinitamente como tenha uma dimensão limitada. O que dará a resposta

sobre qual possibilidade é a que ocorre de fato, não é o que eu ou qualquer pessoa ache, mas o que as conclusões advindas dos resultados

observacionais indicarão. Pelos valores atualmente disponíveis e segundo o modelo teórico aceito pela maior parte da comunidade científica, o

Universo teve um momento inicial, se estende indefinidamente no espaço e perdurará eternamente. Mas não há garantia de que esta seja a

verdade. Novas evidências podem derrubar o modelo padrão da cosmologia ou, mesmo nele, alterar os parâmetros que indicam a finitude ou

infinitude do tempo e do espaço. Tudo está em fase de investigação. A Cosmologia é uma ciência jovem. Muitos dados são desconhecidos e

ainda não há um consenso universal forte sobre os vários modelos teóricos, além de existir grande imbricação da Cosmologia com a Física de

Partículas e as Teorias Quânticas de Campo. Temos de dar tempo ao tempo para ver como ficam as coisas. E esse tempo pode ser até de

centenas de anos ou mais. O que não se pode é admitir como verdades, opiniões fundamentadas em conhecimentos puramente mitológicos

ou pretensas revelações. Só a investigação metodológica pode levar a uma aproximação maior da verdade.

Se o Universo teve um início, então, nesse momento, começou a existir tudo o que há: o espaço, o tempo, o conteúdo que o preenche, a

estrutura espacial desse conteúdo, sua dinâmica temporal e as leis que descrevem como isso ocorre. O conteúdo, que é o mesmo até hoje,

apenas com alterações em sua forma de apresentação, é, simplesmente, algo que se denomina “campo”. Nos primeiros instantes ele era

indiferenciado, mas com a expansão e o resfriamento resultante, começou a manifestar-se em suas diferentes formas: campo da matéria

bariônica e leptônica e das interações forte, fraca e eletromagnética. Logo então passou a exibir quantizações, isto é, concentrações, que são

as partículas constituintes da matéria (quarks e léptons) e as mediadoras das interações (fótons, glúons, W e Z) e suas respectivas

antipartículas, a princípio em número igual. O campo em si mesmo é, pois, um “mar” de potenciais partículas e antipartículas. Mal se formam,

elas se aniquilam com sua antipartícula, liberando fótons, que não o fazem por serem sua própria antipartícula. Mas, com o aumento do

caminho médio livre, tornou-se possível haver decaimento radioativo beta antes do aniquilamento e, como a meia-vida da matéria é diferente

da antimatéria, partículas não mais encontravam suas antipartículas para se aniquilar, resultando numa sobra de partículas, o resto ficando

como a radiação de fundo (fótons). Quanto à gravitação, possivelmente ela não é uma interação, mas uma manifestação da inércia num

espaço-tempo encurvado.

Mas, e essa concentração primordial de campo que iniciou a expansão, como surgiu?

Duas hipóteses: não surgiu, isto é, existia previamente ou surgiu “do nada”. As duas são plausíveis e, em ambas, antes que a expansão

começasse, como o estado do Universo era inexistente ou imutável, não decorria tempo, e, logo, não existe “antes” do início do Universo, caso

ele tenha iniciado.

Se o Universo vier a se acabar, várias possibilidades se apresentam. A primeira é a morte térmica, em que, com a expansão, todos seus

subsistemas estarão no nível mínimo de energia e a entropia total terá atingido seu máximo valor, não sendo mais possível nenhuma mudança

de estado, ficando tudo no zero absoluto. Então, a inexistência de qualquer alteração implicará na cessação da passagem do tempo, que será

atingida de uma forma assintótica.

Outra possibilidade é a do término da expansão e a passagem para uma contração, que se daria até que tudo voltasse ao estado primordial de

densidade elevadíssima. Daí é possível que volte a haver expansão ou não, permanecendo tal como ficou, sem alteração. A ausência de

alterações também significa o fim da passagem do tempo. Mas, se o Universo voltar a expandir, então é possível que a presente expansão

também seja o seguimento de uma contração anterior, e isto seja uma série de ciclos infindável, tanto para o passado quanto para o futuro.

Neste caso, o Universo seria eterno nos dois sentidos.

Se a expansão se acelerar, é possível que sua rapidez passe a rasgar a própria estrutura do espaço, destruindo-o e aniquilando o Universo, por

não haver mais espaço, que é um constituinte essencial. O tempo também deixaria de existir, bem como o conteúdo.

Finalmente é possível que, do mesmo modo que o campo primordial possa ter surgido, de repente, do nada, tudo o que existe, de repente, por

acaso, deixe de existir, não restando nada, nem conteúdo, nem espaço, nem tempo e nem Universo.

Todas essas possibilidade podem ser verificadas pela análise dos dados observacionais, dentro dos modelos teóricos existentes, exceto a

última.

Os dados atuais, contudo, não indicam que o Universo venha a deixar de existir nunca. Mas se deixar, da mesma forma que não existe “antes”

do início, também não existirá “depois” do fim.

Se o Universo for finito, o espaço não pode ser euclidiano. O modelo mais simples para um espaço finito é o de uma superfície esférica

tridimensional imersa em um espaço quadridimensional (que não é o espaço-tempo da relatividade, mas sim uma abstração matemática). Este

espaço, apesar de ser limitado, não tem fronteira, da mesma forma que uma superfície esférica bidimensional imersa em um espaço

tridimensional, como a superfície da Terra. Se alguém sair voando sobre a Terra, na atmosfera, ficará dando voltas em torno dela sem nunca

encontrar uma fronteira. Mas a superfície não é infinita. Do mesmo modo, em um Universo finito, quem andar sempre para frente, ficara

dando voltas, sem nunca encontrar uma parede. Todo o espaço existente estará no Universo. Não há nada depois dele nem fora dele. Nem

38 galáxias, nem radiação, nem mesmo espaço vazio. Trata-se de um “não lugar”, isto é, não há possibilidade de se estar fora do Universo. Isto

não existe, mesmo que o Universo seja finito. O Universo não é um conjunto de coisas que ocupa certa região de um espaço infinito. Todo o

espaço existente faz parte do Universo. E não existe espaço que não tenha conteúdo. Não existe vazio no Universo. Isto é uma impossibilidade.

Pode haver vácuo, mas vácuo não é vazio. Tem campos e radiação. Só não tem matéria. Nada também não existe. Se você encostar o polegar

contra o indicador, o que há entre eles? Nada! (pode sobrar um ar residual, mas suponhamos que não sobre). Não há matéria, nem radiação,

nem campos, nem espaço vazio para caber alguma coisa. Isto é nada, na frente dos seus olhos. Fora do Universo não há nada. Nem espaço

vazio para caber algo.

Surgimento incausado do Universo

by Ernesto @ 9:41. Filed under Cosmologia, Metafísica

É razoável supor que exista vida extra-terrestre sim, apesar de rara, mesmo que não possamos garantir. Tampouco se deve ater apenas ao que

já é conhecido. Muita coisa pode ainda ser descoberta, alíás, muito mais do que o que já se sabe.

Quanto à causalidade, considerar que tudo tenha que ter uma causa é que é se fechar no que já está conhecido e não dar abertura para outras

possibilidades. Tanto pode ser que eventos para os quais não se identificam causas as tenham ainda não detectadas como não as tenham. A

diferença entre condição e causa é grande. Condição é uma situação que possibilita a ocorrência de algo, mas não a determina, enquanto

causa a determina. Todo evento se dá sob certas condições mas pode ocorrer sem que nada o determine. Assim é o decaimento radioativo e o

decaimento de átomos excitados. Como se sabe que não há algo que o determine? Porque o tempo de espera para algum decaimento

individual é inteiramente aleatório, estando os sistemas exatamente nas mesmas condições e nada diferente tendo ocorrido. Se se descobrir

algum evento até agora oculto que seja determinante do decaimento, muda-se a concepção, mas, por ora, o razoável é considerar que se trata

de um evento incausado (mas condicionado).

A questão maior então passa a ser a seguinte: poderia se ter a ocorrência de um evento sem condição prévia alguma? Esta situação é a que se

apresenta quando se pensa ter o Universo surgido a partir de nada e sem um agente interventor desencadeado seu surgimento (neste caso

chamado de “criação”). Até o momento, nas condições de existência do Universo, tal coisa não se apresenta. Mesmo o surgimento de pares de

partícula e anti-partícula, apesar de incausado, ocorre sob a condição de se estar no vácuo, que não é vazio, mas preenchido por um campo

(mar de partículas virtuais) que tem energia, da qual essas partículas formam sua massa. Isto é, elas não surgem “do nada” e nem “do vazio”,

mas “do vácuo” (é preciso distinguir bem esses conceitos que, muitas vezes, são usados inadequadamente).

A viabilização dessa possibilidade se apresenta quando se vê que “nada” significa a ausência total de tudo, isto é, de matéria, de radiação, de

campos, de vácuo, de vazio, de espaço, de tempo e também, “eureka”, de qualquer tipo de lei a que alguma coisa tenha que se submeter.

Portanto, o surgimento de algo a partir de coisa alguma, se realmente não se tem nada, não é impedido por prescrição nenhuma. Tudo pode

acontecer a partir do nada, inclusive o surgimento de tudo o que existe. Note que este é um evento singular. Uma vez que esse surgimento

tenha se dado, já se está em condições em que existe algo e esse algo que existe passa a seguir certas regras (que são as leis físicas), regras

essas que podem inviabilizar algumas ocorrências que violem leis de conservação (da energia, por exemplo). Mas esta lei não existe se nada

existe. Então o surgimento de tudo não a viola.

Tomar emprestado de lugar nenhum é simplesmente uma modo eufemístico de dizer que é possível haver o surgimento seguido do

desaparecimento imediato de valores de energia que não possuam fonte, isto é, “surgem do nada”.

Aliás, penso eu agora, esta poderia ser uma possibilidade para o surgimento do “ovo primordial” que deu origem à expansão do Universo,

como uma quantização, não do vácuo, que não existia (e não é vazio), mas do “nada” mesmo, desde que a subita expansão (inflação) que se

seguiu tenha se dado em um tempo menor do que o requerido na expressão da relação de incerteza. Mas isto é só uma conjectura. Vou fazer

as contas. Mas é preciso entender que esta “quantização” não é uma ocorrência que se dê com algo pré-existente, como ocorre atualmente

com o vácuo, mas um surgimento que não provenha de coisa alguma.

O nada jocaxiano é simplesmente, “nada”. Mas se você pensar bem,a inexistência de qualquer coisa também implica a inexistência de

qualquer proibição, isto é, de leis de conservação. Então você pode entender o nada como sendo a sede de todas as possibilidades. Mas elas

não têm existência no nada (que não é algo). Quando se concebe um “tudo” potencial, em que qualquer coisa está presente “em potência” e,

por uma flutuação aleatória, transforma-se em “algo”, isto é, na totalidade do que existe, está se dando um caráter entitativo a esse “tudo”.

Não é preciso isto. Qualquer coisa pode surgir sem ter vindo de coisa alguma. Não há esse impedimento, se não se tem nada. Havendo algo,

então há leis de conservação, mas, do nada, tudo pode surgir, sem razão, causa, motivo, finalidade, propósito. À toa mesmo. Mas só tudo de

uma vez. E porque este tudo que está aí e não outro? Porque calhou de ser este, e não outro. Só isto.

Outra coisa. Enquanto não havia nada, não passava tempo. Não ficou um tempo infinito sendo nada. Não ficou tempo nenhum. Quando surgiu

tudo, surgiu também o tempo e o espaço para caber tudo. Se não há nada, não há espaço vazio também não.

Condição não é o que possibilita o fato que determine um evento mas que possibilita sua ocorrência, mesmo que não determinada por nada.

Átomos não excitados não têm condição de decair, por mais que algo o determine. Mas excitados podem decair, ou porque algo o determine

ou sem nada que o determine. Eu não preciso provar que isto pode ocorrer. Isto é uma inversão de ônus de prova. Se se diz que todo evento

precisa de ter uma causa é isto que tem que ser provado, caso contrário se supõe que não seja preciso. E porque seria preciso? Por que sempre

se observa? Isto não garante nada. A causalidade se aplica a um grande número de casos, mas são sempre fenômenos complexos, isto é, que

envolvem sistema de muitas entidades elementares. Os fenômenos que ocorrem com as próprias entidades elementares isoladas muitas vezes

não são efeitos. São fortuitos. A introdução de variáveis ocultas é gratuita e semelhante à fábula do dragão da garagem.

A singularidade prevista nos modelos cosmológicos que contemplam o Big bang, nunca existiu na realidade, pois, nas condições de sua

vizinhança, as hipóteses em que as teorias se fundamentam não são preenchidas. Portanto a extrapolação de uma região de altíssima

densidade para um ponto de densidade infinita não é suportada pelas teorias do Big bang, que apenas descrevem a evolução da expansão do

Universo a partir de um certo tempo de existência (extremamente pequeno, mas não nulo). A formação dessa concentração de campo, que

continha tudo o que existe enormemente concentrado, não é explicada por nenhuma teoria física hoje existente. Isto não significa que não se

tenha, mas também não significa que a explicação se deva à interveniência de alguma entidade extrínseca ao Universo. A possibilidade de que

39 tenha surgido “do nada” não é descartada por nenhuma consideração teórica da Física e nem da Filosofia.

A singularidade prevista nos modelos cosmológicos que contemplam o Big bang, nunca existiu na realidade, pois, nas condições de sua

vizinhança, as hipóteses em que as teorias se fundamentam não são preenchidas. Portanto a extrapolação de uma região de altíssima

densidade para um ponto de densidade infinita não é suportada pelas teorias do Big bang, que apenas descrevem a evolução da expansão do

Universo a partir de um certo tempo de existência (extremamente pequeno, mas não nulo). A formação dessa concentração de campo, que

continha tudo o que existe enormemente concentrado, não é explicada por nenhuma teoria física hoje existente. Isto não significa que não se

tenha, mas também não significa que a explicação se deva à interveniência de alguma entidade extrínseca ao Universo. A possibilidade de que

tenha surgido “do nada” não é descartada por nenhuma consideração teórica da Física e nem da Filosofia.

Tempo infinito para o passado

by Ernesto @ 13:22. Filed under Cosmologia, Metafísica

É ontológicamente perfeitamente possível que o tempo não tenha tido um começo e que se extenda indefinidamente para o passado. Se tal se

deu ou não é uma questão a ser decidida por analise dos dados observacionais. O argumento Kalam não procede porque ele diz que, se o

tempo fosse infinito para o passado, então nunca se passaria um tempo suficiente para vir do início dos tempos até o presente e, como

estamos no presente, por absurdo, o tempo não poderia se extender infinitamente para o passado. Há um erro neste argumento que é o de

considerar que teria havido um tempo zero, infinitamente afastado para o passado. Não é isto que se diz ao considerar um tempo infinito para

o passado. Isto significa que não houve tempo inicial nenhum. Por mais que se vá para o passado, sempre haveriam momentos anteriores. Pois

bem, tal coisa não é vedada por nenhum princípio físico ou filosófico. Nem a segunda lei da termodinâmica que apenas diz que o tempo flui no

sentido em que o estado global do universo posterior seja mais provável que o anterior. A diferença pode ser infinitesimal e a entropia (que é

proporcional ao logarítimo da probabilidade) e nunca diminui, pode tender assintoticamente a zero quando o tempo tendesse para menos

infinito.

Ao que parece, contudo, pelos dados observacionais, de fato, o tempo teve um instante zero, antes do qual ele não existia (e, logo, não havia

“antes”). É fácil entender a ausência da passagem do tempo, pois ele só passa porque existem variações no estado do Universo. Se tudo

estacionasse, o tempo não mais passaria. Isto é, o tempo é função da dinâmica do conteúdo do Universo. Se esse conteúdo não existir, não

passa também o tempo. Ou seja, não havendo nada, também não há tempo (nem espaço, mas isto não está sendo discutido aquí).

No entanto há que se considerar outra coisa. Da mesma forma que não é vedado considerar que o tempo sempre existiu (e, portanto, o

Universo, já que só há tempo no Universo), também é possível que o tempo tenha tido um começo, antes do qual não havia nada, nem tempo,

nem espaço, nem conteúdo do Universo, nem mesmo vazio. Nesse tempo zero teria surgido, sem causa, o conteúdo do Universo, o espaço

para contê-lo (já que não existe vazio no Universo) e o tempo para que ele evolua (já que o tempo não passa se nada mudar). Isto é

importantíssimo que fique bem claro: não é necessário que toda ocorrência tenha uma causa. O princípio da causalidade é um preconceito que

advém de um raciocínio indutivo, baseado na constatação do dia a dia dos fenômenos acessíveis à escala de tempo e de dimensões próximas

ao ser humano. Basta um único contra-exemplo para derrubar um raciocínio indutivo. Nas escalas do extremamente pequeno e do

extremamente grande, tanto em termos de espaço quanto de tempo, eventos se dão normalmente sem que possuam causa, isto é, que não

sejam efeitos. Por exemplo, a emissão de luz por átomos excitados (a excitação é condição e não causa), devido à interação eletromagnética, o

decaimento radioativo, devido à interação fraca e a produção de par partícula e anti-partícula, devido à interação forte, por flutuações do

vácuo (que não é vazio). Na verdade, o determinismo e a causalidade são aparências que se dão em virtude da “lei dos grandes números” das

probabilidades, no caso de eventos ocorridos com coleções de inúmeras partículas, como os corpos macroscópicos.

Kalam não é o nome de uma pessoa e sim das escolas de ensino religioso muçulmano. O denominado “argumento Kalam” era ensinado nessas

escolas como uma prova de existência de Deus, semelhante à prova do “motor primo” de Aristóteles, também defendida por Tomás de

Aquino. O que o argumento Kalam acrescenta ao motor primo é o fato de que se poderia arguir que uma alternativa à necessidade de uma

causa primeira seria a eternidade do Universo para o passado. Provando que o Universo não poderia ser eterno para o passado se concluiria

que, por ter tido um começo, teria que ter uma causa, extrínseca a ele (pois não existia) que se identificaria com Deus.

Dizer que algo “não faz sentido” é outro preconceito advindo de nossas concepções humanas sobre a estrutura da realidade. Os eventos que

eu mencionei realmente não possuem causa, e não apenas têm uma causa não detectada. Não há problema nenhum em que o Universo tenha

surgido sem nada precedente que o tenha causado (isto é o que se quer dizer quando se fala em “surgir do nada”). Quando um átomo está

excitado e elétrons estão em níveis superiores de energia, esta condição possibilita que possam cair para níveis mais baixos, emitindo fótons.

No entanto não há mecanismo nenhum que desencadeie esta queda e ela pode se dar ao fim de qualquer tempo ou nunca. A única informação

que se tem é sobre a média estatística do tempo de decaimento (vida média) ou do tempo em que metade de uma população tenha decaído

(meia vida). Realmente a natureza não é causal e nem determinística. Isto é o seu comportamento intrinseco, que a Mecânica Quântica veio

descrever em seu modelamento matemático e que Einstein, por exemplo, por preconceito, não admitia. Outros físicos, como David Bohm,

para citar um bem proeminente, também não conseguiram admitir a incausalidade, mas ela é um fato incontestável, a que temos que

acostumar e que, juntamente com a relatividade do tempo e do espaço, foram as maiores implicações que a Física legou à Filosofia no início do

século XX.

Um dos problemas da Filosofia, depois que se livrou das amarras da religião, é ainda estar presa às amarras do homem, de que precisa

também se libertar para ser uma disciplina que procura refletir sobre a realidade tal qual é, e não como o homem a concebe. Mas não é fácil.

Não é logico que o tempo tenha que preceder o conteúdo do Universo. Primeiro porque a natureza não tem compromisso nenhum com a

lógica, que é um construto humano para disciplinar o pensamento. A natureza absolutamente não é lógica. Mas, mesmo dentro da lógica, nada

há que indique alguma precedência para o tempo. Uma análise lógica, pelo contrário, mostra que o tempo é uma ocorrência advinda das

mudanças de estado do Universo. O conceito newtoniano de tempo e espaço absolutos e apriorísticos não tem guarida no atual estágio de

40 conhecimento científico.

Não há dúvida de que somos nós, humanos, os observadores da realidade e, para complicar, somos também parte dela. Mas, como na Teoria

da Relatividade – que busca justamente achar o que não seja relativo – o que importa é compreender a realidade de forma independente do

observador, humano ou não. Para isto, é claro, tem-se que entender os mecanismos humanos de percepção da realidade para, justamente,

abstrair-se deles.

Não é verdade que a entropia sempre cresça em um sistema isolado e sim que ela não diminua. Nos processos reversíveis ela permanece

constante. O Universo poderia ter passado por um estágio, anterior ao big bang (se ele já existisse antes) em que toda mudança de estado

fosse reversível.

Como eu descrevi em tópico anterior, não há impedimento do tempo ser eterno para o passado e, mesmo assim, estarmos no presente. Não é

preciso haver uma contagem desde um instante inicial. Este pode nunca ter existido. Mas, mesmo que o tempo seja infinito, isto não esgota a

ocorrência de todos os eventos possíveis, pois o infinito do tempo é o do contínuo (alef 1), enquanto o dos possíveis eventos é o dos

subconjuntos contínuos, que é alef 2 (o conjunto de todas as possíveis funções) que é um infinito de ordem superior ao contínuo.

É certo que a natureza não é lógica e que o critério de verdade é a evidência e não a lógica. À medida, contudo, que o comportamento da

natureza for sendo desvendado, mister se faz adaptar a lógica para que dê conta dos fatos. Assim surgiram as lógicas policotômicas e difusa,

por exemplo. Outra coisa é que a lógica não garante a veracidade de coisa alguma, mas apenas a validade do raciocínio. Se ele for aplicado a

premissas falsas, as conclusões, apesar de válidas, serão falsas. Todavia muito do que se diz ser lógico, absolutamente não o é, independente

de ser verdadeiro ou falso. Tal é o caso, por exemplo, do princípio da causalidade, que poderia até ser verdadeiro (mas não o é), mas,

absolutamente, não é lógico.

Quanto à questão da causa e do começo, vamos analisá-la. Uma vez que causa não é uma necessidade, então o Universo não precisa ter causa

(mesmo que tenha) seja ele eterno ou não, para o passado. Considerando que tenha tido uma causa, no entanto, mister se faz que tenha tido

um começo, pois, se não o teve, e os eventos se sucederam uns causando os outros, nenhum deles foi causa de todos, pois sempre houve um

que lhe tenha antecedido e o causado. Então o Universo, que é o conjunto de tudo, incluindo os eventos, não teve causa, caso tenha sido

eterno para o passado. Por outro lado, se ele teve um começo, poderia ter tido uma causa, mas, como antes do começo ele não existia, esta

causa lhe seria extrínseca. Mas, como o Universo é o conjunto de tudo, nada lhe é extrínseco, logo teve que começar sem causa. Então, seja ele

eterno ou finito, não pode ter tido causa. Se é eterno ou finito, para o passado, é questão de investigação observacional.

Na verdade a expansão do Universo se deu a partir de uma condição de densidade muito grande mas não infinita, isto é, não houve

singularidade nenhuma. Pode ser que esta condição já existisse sem que passasse tempo, uma vez que era todo o Universo e não estaria

sofrendo alteração de estado. Admitindo a descrição aleatória como válida, pode-se considerar que, sem razão alguma, ocorreu uma alteração

no estado, caracterizada pela subita expansão. Nisto deu-se o surgimento do tempo e, daí, vem toda a história do big bang. É perfeitamente

admissível uma explicação sem porquê, pelo menos este inicial. O objetivo maior da ciência é explicar “como” tudo ocorre, podendo também

achar porque, caso haja. Mas não precisa haver.

Realmente o tempo só se move para o futuro (os modelos que consideram a possibilidade de volta ao passado, como o do Novello, assim o

fazem indo para o futuro em uma curva tipo tempo fechada, mais ou menos como o toro do Caio). Mas isto não significa que ele tenha que ter

tido um começo (não estou dizendo que não tenha tido, mas sim que poderia não ter tido sem inconsistência nenhuma, isto é, o argumento

Kalam é falso). Repito: uma eternidade para o passado não significa um começo infinitamente distante, mas sim a ausência de um começo. Isto

não inviabiliza a existência do presente.

Quanto às teorias de Everett, Bohm, Multiversos etc., tratam-se de conjecturas, elas sim, infalseáveis e meramente especulativas. Para todos

os efeitos, o Universo é único. Quanto à incausabilidade e o indeterminismo, eles são perfeitamente falseáveis e os experimentos os

confirmam.

Certamente nada pode estar localizado no infinito, seja ele temporal ou espacial, porque o infinito não é um ponto de coordenadas específicas.

Infinito é apenas um símbolo que diz que aquela grandeza é maior do que qualquer valor que se possa imaginar. Dizer que o Universo seja

eterno para o passado não é dizer que o momento de sua criação se localiza em menos infinito e sim que não houve criação nenhuma, isto é,

que ele sempre existiu. Se houve uma criação, então sim, ela tem que se situar a um tempo finito no passado. Mas é possível que não tenha

havido criação e nem surgimento incriado. Se isto parece ininteligível não o é mais do que supor a existência de um Deus eterno e incriado.

Pode? Se pode para Deus, porque não para o Universo? Note-se que absolutamente não estou dizendo que o Universo seja eterno para o

passado e sim que poderia ser, sem problema de ordem física e nem metafísica. Se é ou não é questão de investigar com base em dados

observacionais. Por tudo que tenho conhecimento, não é, ou seja, houve um começo, no qual o tempo iniciou e quando surgiu o espaço e seu

conteúdo. Note: ter surgido também não significa ter sido criado por algo extra-universal. Nada impede que tenha surgido do nada.

Exatamente isto!

Algo que não tem causa não tem porquê. Não há explicação para uma ocorrência incausada. Ela acontece de modo fortuíto, ao acaso, sem

motivo, sem razão. O preconceito está em supor que seja preciso se ter um motivo para cada evento. Há os que os têm e os que não os têm.

Isto é normal na natureza, especialmente nos eventos elementares, isto é, experimentados pelos constituintes básicos do Universo, no nível

mais profundo de redução. À medida que se eleva o nível de complexidade da ocorrência, então vão surgindo interações entre os eventos

elementares que fazem com que possa se considerar relações de causa e efeito. No nível básico, tudo é aleatório. O acaso pode tudo e não

tem explicação.

Como se pode ter certeza disto? Simplesmente não se tem. Aliás, certeza é algo impossivel de se ter, a respeito de qualquer coisa. A ciência

não trabalha com certezas, mas com fortes indícios. Assim é muito mais plausível admitir-se a incausalidade do que a existência de causas

ocultas. Mas nada do que a ciência propõe é garantido. É assim mesmo. Tudo é provisório e é preciso acostumar-se com esta postura. A ciência

41 busca a verdade, isto é, descrições que tenham aderência ao comportamento da realidade, mas nunca sabe se a possui, apenas que dela se

aproxima.

Não posso ter certeza de que não existem universos paralelos e nem de que existem. Então suponho que não existem, pois só tenho acesso a

este. A existência deles, em sua própria concepção, é inverificável. É mais ou menos como o caso de Deus. Não posso garantir que exista ou

não exista, mas não tenho comprovações de que exista. Então suponho que não exista. Esta é a hipótese nula, válida até que seja derrubada.

Não se precisa provar que Deus não existe, mas sim que existe, pois não é evidente que exista. Tal é o estágio dos universos paralelos.

Só uma observação: se algo é um efeito, então tem causa, por definição. O que ocorre são eventos que não são efeitos. É possível que alguns

eventos dos quais não se identifica a causa a possuam e isto venha a ser identificado no futuro. O que não se pode é considerar que a

existência de causa seja uma necessidade. Não é! Não há argumento nenhum que exija causa para um evento. Isto é puro preconceito,

advindo do senso comum. E como é uma conclusão obtida por raciocínio indutivo, não é logicamente necessária. É como as leis físicas, que

valem enquanto não se descobre um fato que as contrarie. Então têm que ser corrigidas.

Produção de par de partícula e anti-partícula não é surgimento do nada, pois o vácuo não é vazio. Ele contém campos que possuem energia e

outros atributos. Certamente tudo o que existe no Universo surgiu de partículas e anti-partículas que foram produzidas por flutuações do

campo primordial, que era o único constituinte dos instantes iniciais da expansão. Mas não era nada e nem vazio. A questão ainda não

explicada é a do surgimento desse campo ultra-concentrado, do qual tudo veio. Ou ele já existia antes que o tempo começasse a passar (o que

se deu com o início da expansão) ou ele surgiu nesse momento. Neste caso a condição anterior era de inexistência de qualquer coisa: espaço,

tempo, radiação, campos, matéria, com todos os seus atributos, como energia, carga elétrica, spin etc., inclusive as leis físicas. Isto é que se dá

o nome de nada. Nada não é algo que exista. É só uma palavra para indicar a inexistência total. Até de Deus, que, aliás, continua não existindo.

Pois bem, o surgimento de tudo, sem que houvesse algo que lhe precedesse, é o que se chama surgir do nada, sem razão e nem propósito. Isto

é perfeitamente admissível e é uma explicação muito mais plausível do que a suposição da interveniência de um agente extra-natural. A

alternativa é de que tudo sempre existiu, mesmo que de outra forma. Se surgir do nada é difícil de se admitir, eternidade passada também o é.

Os números naturais, pares, ímpares, inteiros e racionais têm cardinalidade alef 0. Os reais e suas ênuplas, como os complexos e os

quaternions, bem como seus abertos, além das matrizes, tensores e formas diferenciais numéricas, têm cardinalidade alef 1. O espaço das

funções e dos funcionais, das matrizes, tensores e formas funcionais, tem cardinalidade alef 2. O conjunto potência do conjuto das funções (o

conjunto de seus subconjuntos) tem cardinalidade alef 3, e assim por diante. O conjunto das possíveis ocorrências, como é o conjunto dos

subconjuntos de ênuplas de números reais, tem cardinalidade alef 2, e portanto não pode haver uma função bijetora de domínio real que o

tenha como contradomínio. Assim nem num tempo infinito em um espaço infinito (tetradas de números reais) seria possível que se dessem

todas as ocorrências passiveis de se ter com os sub-sistemas do Universo.

consideração de que o presente atual ainda não existia em momentos passados que temos na memória, podemos inferir que haverão

momentos futuros. Então, de nossa percepção e do cotejo das percepções de outros sujeitos, pode-se ver que existe algo objetivamente fora

de mim, que é a sucessão de eventos a que chamamos tempo, e que ela prosseguirá além do presente momento. De fato, toda percepção que

tenho da ocorrência de eventos fora de minha mente é a de eventos que já ocorreram, pois a informação sobre eles chega a mim com uma

velocidade finita (no máximo a da luz). Na verdade a coordenatização do tempo pode ser feita em uma semi-reta apontada para o passado,

cuja origem sempre está colocada no momento presente e que, continuamente, é acrescida dos momentos imediatamente transferidos para o

passado. Pode ser que ela se extenda indefinidamente ou que seja um segmento com um ponto terminal no instante em que o tempo passou a

existir. O que precisa ficar claro, contudo, é que essa sucessão existe independente de observadores que a contemplem. Isto é, mesmo que

não hajam consciências para perceber o tempo, seu fluxo se dá do mesmo modo. Outra coisa é que não há meios de se definir, para todos os

referenciais, uma única superfície (de Cauchy, se pensarmos em condições de contorno para equações diferenciais) global que seja o lugar

geométrico de todos os eventos (pontos do espaço-tempo) situados no mesmo instante, por exemplo, o presente. Isto é, o que é presente

para mim pode estar no futuro ou no passado de outro observador que se mova em relação a mim.

O conteúdo substancial básico do Universo é simplesmente um vasto campo, que preenche todo o vácuo (não existe vazio no Universo). Este

campo, primordialmente indiferenciado, fez surgir, em suas flutuações, pares de partículas e anti-partículas, que são suas quantizações. Ao se

aniquilarem elas produziam fótons (que são suas próprias anti-partículas), que consistem na radiação de fundo, até hoje observada. Como a

densidade de energia do campo era grande, híperons se formaram. Como há uma assimetria na meia-vida da matéria e da antimatéria, pelo

decaimento, alguma matéria não foi aniquilada e constitui tudo o que sobrou. Assim, tanto a matéria (férmions, isto é, quarks e leptons) como

a radiação são provenientes desse campo do vácuo, que ainda existe mas já não é indiferenciado, estando principalmente na forma de fótons

virtuais (campo elétrico) e os outros campos. O gravitacional, contudo, resiste às tentativas de unificação (a não ser que a teoria M seja

comprovada, ou a teoria dos laços quânticos), e me parece que ele seja realmente dado pela geometria do espaço-tempo, não se constituindo

em uma interação mediada por campo.

De onde vém o Universo?

by Ernesto @ 10:10. Filed under Cosmologia

É preciso entender que o Universo não é feito de matéria e energia, mas de matéria, radiação e campos. Energia é um atributo dessas

entidades constitutivas, como também, carga elétrica, massa, spin e outros. Inclusive não é um atributo intrínseco, mas função do movimento

e das interações que o sistema experimenta. Portanto a grandeza (também chamada energia) que mede tal atributo é relativa ao referencial,

além de ser um valor de calibre, isto é, cujo referencial nulo é arbitrariamente escolhido.

Então a pergunta a ser feita é: de onde vieram a matéria, a radiação e os campos?

De pronto pode-se dizer que matéria e radiação são quantizações de campos, de modo que, fundamentalmente, a entidade constitutiva do

Universo são os campos.

Primordialmente, nos instantes iniciais do Universo, o campo era indiferenciado e continha tudo o que existe, inclusive a energia. Com a

42 expansão, houveram quebras de simetria que diferenciaram os campos e deram azo a quantizações, que passaram a ser os férmions e bósons

que constituem a matéria e a radiação.

A questão toda é: como se deu a passagem da inexistência para a existência desse campo primordial e seu conteúdo de energia e demais

atributos?

Até o momento não se conhece a resposta desta pergunta. Isto, contudo, não significa que não se tenha e que não seja encontrada, no futuro.

Considerar que tal coisa se deu pela interveniência de alguma entidade extrínseca ao Universo é completamente gratuito e sem base alguma.

Quanto à conservação da energia e de outros atributos que possuam conservação, tal não precisa se dar naquele evento (passagem da

inexistência para a existência do Universo), pois esse comportamento é exibido enquanto existe o Universo.

Antes de seu surgimento, não existindo coisa alguma, nem conteúdo, nem espaço, nem tempo (e, logo, não havendo “antes”), também não

haviam “leis físicas” a que o que não existia teria que obedecer. Elas só passaram a vigorar a partir do instante em que algo passou a existir.

A resposta à questão só pode ser: “do nada”.

Entropia e tempo

by Ernesto @ 12:27. Filed under Cosmologia, Relatividade

Primeiramente é preciso entender que o tempo absolutamente não é uma abstração nem apenas uma percepção. É algo fisicamente real e

objetivo, haja ou não observadores conscientes para o perceberam. O tempo emerge do fato de que ocorrem alterações no estado do

Universo. Estado é o conjunto da configuração de todo o seu conteúdo, isto é, como ele se distribui espacialmente bem como da dinâmica

dessa configuração, isto é, como ela está evoluindo. Se o estado do Universo não se modificar, não há decurso de tempo. Qualquer alteração

no estado caracteriza um outro momento. O sentido do fluxo dos momentos é dado pela entropia crescente. Entropia é uma medida

(proporcional ao logarítimo) da probabilidade macroscópica de certo estado em termos no número de microestados capazes de gerar o

mesmo macroestado. O tempo evolui no sentido da maior probabilidade global. Assim, poder-se-ia atingir um estado de entropia máxima, do

qual não haveria mais alteração nenhuma e assim, terminar-se-ia a passagem do tempo. Mas, se o Universo for infinito, tal estado pode nunca

ser atingido e, logo, a passagem do tempo pode ser indefinida, ou seja, eterna. Como a evolução expontânea de qualquer sistema se dá no

sentido de minimização da energia, no estado de máxima entropia o Universo todo estaria no estado de mínima energia. Como a energia se

conserva (mas não a entropia) este estado se daria devido à diminuição da densidade de energia em virtude da expansão do volume do

espaço. Os sistemas fermiônicos (matéria) estariam em seu nível mínimo (zero absoluto) e o mar de fótons (radiação de fundo) tenderia

assintoticamente para frequência nula. Esta é a morte térmica do Universo. Trata-se de uma situação assintótica, acompanhada por uma

ralentação no fluxo de tempo.

O fato de ser relativo não tira do tempo sua realidade. Ele é “realmente” relativo, isto é, os cotejos entre quaisquer dispositivos que assinalem

a passagem do tempo para algum observador (relógios biológicos, por exemplo, como o crescimento dos fios da barba) mostram-se

“realmente” em descompasso quando esses observadores possuem movimento relativo. Não é uma mera ilusão da percepção. É um fato

mensurável e observado experimentalmente, por exemplo, pela meia vida dos mésons “mu” que são produzidos por prótons do vento solar

que colidem com átomos da alta atmosfera.

A marcha do tempo pode ser aferida pelos fenômenos ditos periódicos, isto é, que possuem uma repetição regular. Mas como saber se ela é

regular, a não ser comparando com outras que também se repetem? O que ocorre é que existem inúmeros fenômenos periódicos, então faz-se

uma contagem comparativa do número de repetições que se dão com cada um, em relação ao número de repetições dos outros. Assim temos,

por exemplo, a rotação da Terra em torno de seu eixo, a revolução da Terra em torno do Sol, a oscilação de um pêndulo de certo comprimento

em dado local, oscilações de aparatos tipo “massa-mola”, oscilações de ondas eletromagnéticas emitidas por dispositivos específicamente

configurados etc. Comparando-se entre si os números de repetições entre eles pode-se tirar um divisor comum e definí-lo como a “unidade de

tempo”. Antigamente se construíu o “pêndulo que bate o segundo”, de comprimento 994 mm, ao nível do mar a 45º de latitude. Seu semi-

período (cada “vai” e cada “vém”) é de um segundo. Mas, como os fatores intervenientes são difíceis de controlar (o valor da gravidade

efetiva, por exemplo), hoje prefere-se um padrão em termos de oscilações atômicas, definindo-se o segundo, passível de reprodução em

relógios atômicos, como:

“Duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de

césio 133″.

A questão da aceleração ou redução da marcha do tempo é relativística, isto é, no refencial de si mesmo, o transcurso do tempo para algum

sistema (um relógio) sempre se dá no mesmo rítmo, pois este é definido naquele sistema. Ou seja, não se pode dizer que o tempo acelerou ou

retardou a não ser em comparação com outro sistema, comparação esta que tem que ser feita “em tempo real”, pois como o fluxo do tempo

não é passível de reversão*, não há como cotejar-se um “segundo” de agora com outro “segundo” de outrora, no mesmo lugar. O que se pode

fazer é, por meio de observações cosmológicas, observar algum indicador da marcha do tempo em galáxias distantes (cuja imagem agora vista

foi emitida há muito tempo atrás – digamos bilhões de anos) para se ter uma noção sobre a evolução do tempo cosmológico. Isto pode ser

feito pela análise do espectro da luz, cujo posicionamento relativo de raias, consiste em uma “assinatura” da composição química do emissor.

Todavia existem problemas de interpretação, pois a freqüência da luz observada em relação à emitida pode diferir por outras razões, como de

fato, pela expansão cosmológica, pelo efeito Doppler (movimento real da galáxia) ou pelo campo gravitacional (curvatura do espaço), além da

própria marcha do tempo.

* As teorias que consideram a possibilidade de viagem ao passado não revertem a marcha do tempo, pois vai-se ao passado global indo-se

sempre para o futuro local, ao longo de uma curva tipo tempo fechada.

Eternidade

by Ernesto @ 12:22. Filed under Cosmologia

43 É claro que o Universo pode ser eterno, o que não significa que seja. A eternidade do Universo é uma questão fenomenológica e não

ontológica. Ontologicamente nada impede que seja eterno ou infinito. O denominado “argumento Kalam” que considera que o Universo tem

que ter tido um início, pois seria impossível uma seqüência infinita de eventos causalmente conectados não procede. Considerar que o

Universo não tenha tido início não é dizer que seu início tenha sido um evento infinitamente afastado no passado e que, portanto, não teria

havido tempo suficiente para se chegar ao presente e, como estamos no presente, por absurdo, rejeitaríamos sua existência infinita no

passado. Não é isso! Simplesmente não haveria um primeiro evento, que seria a passagem da inexistência para a existência. Isto pode ser

assim, mas é preciso que se verifique pelas consequências observacionais se foi mesmo ou não. Até o momento vigora a consideração que

houve um momento inicial há um tempo finito no passado.

Quanto ao infinito temporal para o futuro (a eternidade) também não é ontologicamente descartada. A questão é analisar os dados

observacionais e deles concluir o que seria provável. Até o momento parece que a expansão do Universo deve ser eterna. Todavia, se se

considerar a “morte térmica”, isto é, o estado global de Universo em que todo o seu conteúdo substancial esteja no nível mínimo de energia e

máximo de entropia, de modo que nenhuma alteração no estado seja mais possível, então o tempo deixaria de passar, pois o tempo é um

componente do conteúdo formal do Universo que decorre das alterações de estado. Se nada mudar, não passa o tempo. Neste caso o tempo

terminaria assintoticamente de passar, porque os intervalos elementares tenderiam ao infinito.

Quanto ao significado matemático de infinito, ele é tranqüilo e perfeitamente inteligível. Mesmo fisicamente é possível conceber-se um

Universo infinito, mesmo que não se possa apreendê-lo em toda a sua extensão.

Tempo zero

by Ernesto @ 11:47. Filed under Cosmologia

Se não há nada, também não passa o tempo, nem há espaço vazio. Nada é a ausência de qualquer coisa. Até de Deus, se é que existe tal ente.

Mas nada não existe. Nada é o termo que designa a inexistência total. A existência de alguma coisa, ao invés de nada, não tem razão nenhuma.

Poderia perfeitamente nunca ter surgido coisa alguma. Por acaso existe, sem razão nem propósito. O fato de existirem simetrias e leis é uma

decorrência do modo como o que surgiu surgiu e não uma prescrição prévia à qual o que surgiu se adaptou. E tudo surgiu no instante zero

justamente porque se define zero como o instante em que tudo surgiu, arbitrariamente.

O conteúdo do Universo

by Ernesto @ 11:36. Filed under Cosmologia, Física Quântica, Relatividade

O Universo é composto de campo, radiação e matéria.

Matéria é um conglomerado de férmions, isto é, quarks e léptons. Bósons elementares não são matéria, são quantizações de campos

mensageiros de interações. É o caso dos fótons. O Universo é substantancialmente composto de campos estáticos e quantizados em partículas,

que formam a matéria e a radiação. Tais entidades possuem atributos, dentre os quais a energia. É errado dizer que o Universo é feito de

matéria e energia. Energia não é uma coisa e sim um atributo das coisas, como outros, tais como carga, massa, spin etc. A propósito, a massa é

apenas uma forma de se computar o conteúdo energético de repouso da matéria, de modo que, essencialmente, não é um atributo diferente

da energia. Nos modelos teóricos que descrevem a natureza, aos atributos é associada uma grandeza mensurável, geralmente com o mesmo

nome do atributo, mas nem sempre. Por exemplo, às interações podem ser atribuídos uma intensidade e uma quantidade. A intensidade é

medida pela grandeza força e a quantidade pelas grandezas impulso, trabalho ou calor. Certas grandezas não correspondem a atributos

existentes na natureza, como a lagrangeana, a ação, o parêntesis de Poisson, a função de onda (asssim se pensa, mas há interpretações da

mecânica quântica que consideram-na real). Tais grandezas existem apenas nos modelos teóricos.

Quanto à eletricidade, de fato, não é matéria, pois tal conceito se refere a uma certa categoria de fenômenos, desencadeados pelo atributo

“carga elétrica” que algumas partículas elementares possuem. O fenõmeno elétrico básico é a “interação elétrica”, descrita pela “Lei de

Coulomb”. Desse fenômeno resultam os demais, como a “corrente elétrica” e, mesmo, os fenômenos magnéticos, que nada mais são que

fenômenos elétricos percebidos por um observador em movimento em relação à carga que os origina. A radiação eletromagnética, originária

das induções mútuas dos campos elétrico e magnético, é outro importante fenômeno, cuja quantização são os fótons, e que é responsável

pela luz e o resto do espectro eletromagnético.

Quanto aos conceitos de carga e massa, não são elementares, mas é possível entendê-los da seguinte forma:

Carga é um atributo de certas partículas que as permite exercer interação elétrica. Na verdade, pode-se interpretar a carga em termos do

campo elétrico, por meio da “Lei de Gauss”, como a fonte (carga positiva) e o sumidouro (carga negativa) do fluxo de campo elétrico. Assim, a

entidade básica dos fenômenos elétricos seria o “campo elétrico”, cujo fluxo total no Universo é constante e invariante, relativisticamente

falando. Pode-se entender que a única entidade substancial do Universo seja o campo, que, primordialmente era indistinto, mas que, com as

quebras de simetria advindas do resfriamento, desdobrou-se em campo forte (gluônico ou de “cor”), fraco e eletromagnético. Quanto ao

gravitacional, ainda não se constatou que seja um campo interativo ou uma manifestação da curvatura do espaço, como o quer a Relatividade

Geral. O campo eletromagnético é quantizado em fótons quando radiante e em “fótons virtuais”, quando estático, isto é, o campo elétrico e o

magnético estáticos (que são um só, aparentando ser um ou outro em função do movimento do observador) são um “mar” de fótons virtuais,

existente no vácuo (que não é vazio, só não tem matéria). As cargas são os pontos de divergência e convergência do campo eletrostático.

Como se alí ele surgisse de alguma dimensão oculta ou sumisse dentro dela. Se se circundar uma região com uma superfície fechada da qual

emerja um fluxo líquido, diz-se que alí há uma carga positiva. Faraday já tinha esta visão, que é matematicamente descrita nas equações de

Maxwell que envolvem os divergentes dos campos.

A massa, por outro lado, origina-se do conteúdo energético. Isto pode ser melhor compreendido pela “fórmula de massa” da Física Nuclear,

que estabelece a massa de um nuclídeo em termos de suas partículas constitutivas e das energias de ligação e cinéticas de pulsação e rotação

nos diversos graus de liberdade do núcleo, além dos “efeitos de pele (tensão superficial)” e outros. Se extrapolarmos isto para uma partícula

elementar (um elétron ou um quark), podemos entender que, sendo uma quantização de algum tipo de campo (de fato o elétron, mesmo livre,

44 não é um ponto matemático, mas possui uma distribuição espacial de carga e massa), esse campo possui uma auto-energia que corresponde à

massa de repouso da partícula em questão, pela equação E=mc². E energia é um conceito estabelecido como o atributo que capacita um

sistema a agir sobre outro, alterando o seu estado. Na interação com variação de estado dos sistemas interagentes, há algo que se conserva

escalarmente, que é a energia. O trabalho mede a sua transferência na interação (e o calor é meramente um trabalho estatístico). Outras

coisas também são conservadas, como momentum, momento angular, carga etc. Mas uma coisa é importante. Na quantização dos férmions

(em que o campo de matéria quantizou-se com spin semi-inteiro) surge uma “conservação de número” (lebtônico ou bariônico) de modo que a

matéria é indestrutível (o que não acontece com os bósons mensageiros, que podem surgir e sumir à vontade). Só a interação com a

antimatéria faz desaparecer a matéria. O valor desse “massa de repouso” que cada partícula elementar possui é que se pretende explicar pelo

mecanismo do “bóson de Higgs”, mas isto ainda não está inteiramente estabelecido.

Dizer que carga é algo que se conserva quando certa interação apresenta simetrias é uma propriedade do modelo teórico que descreve a

interação, em termos de um certo campo (teórico). Mas para cada tipo de interação, existe um campo real na natureza e uma carga que é uma

ocorrência real da natureza. Afinal a Física Teórica só tem sentido se ela se reportar a modelos que pretendem descrever o comportamento

real da natureza. O que está em tela é o significado real do atributo carga elétrica que certas partículas exibem, não importa como isto seja

descrito teoricamente. No meu entendimento o Universo é constituído, substancialmente (no sentido filosófico e não químido do termo),

simplesmente de campo. Ou seja, todo o Universo é preenchido por um único campo. O espaço-tempo dá forma ao campo, mas não é uma

entidade apriorística em que o campo se estabelece e evolve (já que nada é estático e o que, de fato, existe, são eventos e não entes – mas isto

é outra discussão). As partículas, tanto férmions quanto bósons, são quantizações do campo, quando se vê a coisa a partir do modelamento

teórico. Na natureza em sí, uma quantização é uma “concentração” de campo, que pode ser amarrada por propriedades tais que não consiga

se desfazer (férmions) ou assim o possa (bósons). A quebra de simetria na descrição teórica, corresponde a que o campo indiferenciado

primordial passa a se manifestar diferenciadamente, dependendo de como é percebido (por que tipo de sensor). Assim, no eletromagnetismo,

cargas percebem o campo elétrico. Mas este atributo pode ser entendido como uma manifestação do próprio campo, como suas fontes e

sumidouros no espaço-tempo. Na visão de “linhas de força” de Faraday, podemos dizer que o número de linhas de força do campo elétrico do

Universo é uma constante. Além disso, é relativisticamente invariante.

Fala-se de campo, matéria, energia e massa.

É preciso precisar a que categoria pertencem cada uma dessas coisas.

Massa e energia são grandezas, isto é, quantificações (não confundir com quantizações) de atributos que certas entidades (sistemas físicos)

possuem.

Matéria e campo são modalidades de entidades constitutivas do Universo.

Não se pode dizer que matéria é energia, pois então está se igualando conceitos pertencentes a categorias diferentes. Pode-se dizer, sim, que

massa é equivalente a energia, ou que matéria é uma concentração de campo.

Todavia é preciso entender que a equivalência entre massa (e não matéria) e energia não é universal, no sentido em que não é sempre possível

converter toda massa em energia e vice versa. A conservação do número leptônico e bariônico, observada nas reações experimentadas pelas

partículas elementares, por exemplo, impede essa conversão total.

No entanto, para efeitos exteriores, a totalidade do conteúdo de massa e energia de um sistema, convertidos um no outro por E=mc², é que

representa a “massa” desse sistema, quer para efeitos inerciais quer gravitacionais, fato que constitui um dos enunciados do “Princípio da

Equivalência”.

Não estou falando em transmutação de massa-energia e sim que a massa (entendida como massa de repouso ou massa própria) de um

sistema (uma galáxia, por exemplo), para efeitos gravitacionais e inerciais externos, é dada por todo o seu conteúdo de massa e energia, esta

convertida em massa por E=mc². A própria Relatividade Geral contempla tal coisa, pois a fonte da curvatura é o conteúdo energético, dado

pelo “Tensor Momentum-Energia”, que, na equação de Einstein, faz o mesmo papel da densidade na equação de Poisson para o campo

gravitacional. Isto é, G = kT em que G é o Tensor de Einstein e T o Momentum-Energia (numa notação sintética, à moda do “Gravitation” de

Misner-Thorne-Wheler).

No caso de um núcleo atómico, por exemplo, isto também é patente e calculado pela “Fórmula de Massa”, como pode ser consultado em

qualquer livro de Física Nuclear, que, inclusive, fornece, pela diferença das massas dos reagentes e dos produtos das reações nucleares a

energia liberada, tanto na radiação emitida (neutrinos e raios gama), quanto como energia cinética das partículas produto (temperatura).

No entanto, a totalidade da massa de repouso das partículas elementares constituintes permanece constante. O núcleo, uma partícula

composta, é que tem uma massa dada pela soma das massas das partículas elementares que o constituem menos a energia de ligação entre

elas (tanto coulombiana quanto nuclear).

Assim a energia liberada nas reações nucleares não provém da massa de repouso das partículas constitutivas, mas sim da diferença nas

energias de ligação que as configurações inicial e final apresentam. Só que essas energias contribuem para o valor da massa de repouso do

conglomerado de partículas que é cada núcleo, não importa que processo seja usado para medí-la (inercial ou gravitacional).

Tal coisa também ocorre com qualquer sistema de partículas, até mesmo uma galáxia inteira (se também se incluir a massa da matéria escura

e a energia da dita “quintessência”, campo possivelmente responsável pela “Energia Escura”)

O mais correto é dizer que a Relatividade Geral amplia o conceito de gravitação, de modo que não apenas a massa acopla com o campo

gravitacional mas também energia e momentum. Esta maneira de encarar as coisas é uma concepção melhor, retendo para massa a noção de

massa de repouso como uma constante e um invariante para uma dada partícula elementar. Neste sentido, na Física Nuclear, o que se liberta

nas reações de fissão e fusão é a energia de ligação entre os nucleons, já que as partículas constituintes dos reagentes e dos produtos

continuam as mesmas e, portanto, sua massa de repouso total (que convém chamar, simplesmente, de massa) fica a mesma. A questão ainda

não resolvida é a respeito da criação de par e da aniquilação da matéria com a anti-matéria, que, no caso, faz surgir massa da energia do mar

de partículas virtuais do vácuo e faz desaparecer massa, com o surgimento da quantidade equivalente de energia nos fótons produzidos no

processo de aniquilação.

Finalmente quero comentar que a velocidade de arrasto dos elétrons em uma corrente num condutor sólido ou a velocidade dos elétrons e

dos íons em condutores líquidos é muito pequena, menor que um milímetro por segundo. O pulso de mudança do estado de não corrente para

45 corrente, no caso da corrente contínua e constante, ou o pulso de inversão da corrente no caso da corrente alternada, este sim, propaga-se

rapidamente, quase com a velocidade da luz. Tal pulso é transmitido de elétron a elétron na nuvem eletrônica que envolve a rede cristalina,

como o pulso de derrubada de dominós naqueles arranjos das peças em pé, uma ao lado da outra. No caso de um raio atmosférico de

tempestade, há uma primeira corrente piloto que vence a rigidez dielétrica do ar e constrói um caminho de íons, pelo qual a corrente principal

passa. Pela inércia há uma inversão de polaridade, ocasionando uma oscilação de corrente, como em um circuito RLC.

A corrente elétrica nem sempre é “visível”, mas percebida por seus efeitos, magnéticos, térmicos, indutores, eletrolíticos, mecânicos e

nervosos (o choque). Só se o aquecimento for muito grande haverá emissão de luz, como nas lâmpadas e nos raios. Todavia, como a corrente

em condutores não os eletrifica (isto é, eles continuam neutros no total), não há efeitos eletrostáticos (se bem que há distribuição superficial

de cargas que cria o campo elétrico ao longo da direção da corrente, causador da força motriz de arrasto dos elétrons). Estes efeitos todos não

são resultantes do “espectro” deixado pelo movimento do elétron, mas pelo próprio movimento e pelas interações que esse movimento

provoca na estrutura atômica e molecular dos meios em que se dá.

Espaço-tempo

by Ernesto @ 23:36. Filed under Relatividade

O Universo Físico é o conjunto de tudo o que existe como entidade natural, isto é, objetivamente fora da mente ou não conceitual, bem como

de ordem não espiritual, o que quer que seja isto, mas que, se existir, também é algo objetivo e não apenas conceitual (o que eu contesto, mas

admitamos que assim seja). As entidades físicas são de duas ordens: substanciais e formais. O conteúdo substancial do Universo são os

campos, quer se apresentem quantizados em partículas elementares e seus conglomerados, que constituem a matéria e a radiação (bem como

a anti-matéria), quer sejam campos estáticos não radiantes (elétrico, magnético, gravitacional, etc.), o que também inclui o “mar do vácuo”, do

qual podem surgir pares de partículas e anti-partículas. O conteúdo formal do Universo é o espaço-tempo. É importante entender que o

espaço-tempo é uma entidade física e não um construto mental, como o espaço matemático. Sua existência é real e objetiva. Não é uma

abstração. Não depende de mentes e consciências para existir. Sua existência é umbilicalmente imbrincada com o conteúdo substancial, isto é,

não existe expaço-tempo que não possua conteúdo substancial (que pode ser um vácuo, mas não um vazio). É preciso entender, também, que

qualquer sistema (subconjunto do Universo) existe enquanto imerso no espaço-tempo. Um ser, entendido como a entidade que, de fato,

existe, não é propriamente algo que “é”, mas algo que “permanece sendo” ao longo do tubo de espaço-tempo que vivencia em sua existância.

Já um ser espiritual é outro tipo de conversa, pois poderia existir sem estar no espaço-tempo (algo que considero que não exista, mas poderia

existir). O espaço tempo, contudo, não possui os mesmos atributos de seu conteúdo substancial, como energia (cinética e potencial),

momentum, momento angular, carga elétrica, carga de cor, helicidade etc. Seus atributos são extensão e duração, que só podem ser

mensurados relativamente a referências marcadas no conteúdo substancial que o preenche (isto é, eventos que esse conteúdo possa

vivenciar). Assim, pode haver variação na extensão e na duração atribuídas a uma certa porção do espaço-tempo, não só em razão do

movimento e posicionamento do observador em relação aos eventos considerados, mas também em virtude da alterção própria do espaço-

tempo, causada por seu conteúdo (que redunda, por exemplo, no red-shift gravitacional ou na dilatação temporal devida à aproximação de um

buraco-negro), ou, ainda, pela dinâmica interna dele mesmo, que vém a ser a expansão, contração ou oscilação cosmológicas, cujo mecanismo

ainda está para ser estabelecido, à vista da descoberta da aceleração da expansão, atribuída à dita “energia escura”, de origem desconhecida

(atribuição esta que também não é fato tranquilo). É fácil para um físico teórico colocar uma constante lâmbda na equação de Einstein e dizer

que explica a aceleração da expansão. Mas Física não é só formular modelos. É dar significado fenomenológico a esses modelos. Aí é que estão

os busíles. De qualquer forma, discordo da interpretação de que o espaço seja apenas um mapa que existe para um sujeito. O espaço-tempo

físico é uma “coisa-em-sí”, cuja essência é independente de qualquer observador. Seus atributos é que só podem ser percebidos por um

observador (como os atributos de qualquer coisa). Para que possam ser manipulados em modelos teóricos é preciso que se associem

grandezas a esses atributos, e daí se constrói um ente matemático que é uma representação mental do espaço-tempo. Trata-se de uma

variedade diferenciável, devidamente coordenatizada em mapas superpostos, que formam um atlas da variedade (manifold) que, nas partes

superpostas dos mapas, existem funções inversíveis e diferenciáveis ligando os sistemas de coordenadas. Pelas coordenadas se operaciona a

medida das grandezas que se associam aos atributos de extensão, duração e intervalo. Mas esta variedade não é propriamente o espaço-

tempo, mas sim uma representação dele. Outra coisa que é preciso evitar é a rotulagem. Não é bom dizer que isto é fenomenologia, fisicalismo

ou positivismo. Esqueçamos os rótulos. Consideremos as coisas em si mesmas e analisemo-nas por suas propriedades, não procurando

enquadrá-las em nenhum modelo prévio.

Algumas questões sobre o Universo

by Ernesto @ 17:54. Filed under Cosmologia

Primeira: se o Universo sempre existiu ou se teve um começo. Segunda: se existe ou não a possibilidade de interconexão supraluminal entre

eventos separados por intervalos tipo espaço. No bojo disto está a noção de causalidade necessária. Há outros aspectos pontuais que também

merecem consideração, como a possibilidade de Multiversos. Vejamos.

O fato de não se captar radiação de outros Universos não descarta sua existência, primeiro porque não se capta radiação nem da totalidade

deste Universo, mas tão somente de sua porção “observável”, isto é, que se encontra no cone de luz do passado em relação ao “aqui e agora”.

A maior parte do Universo, contudo, se encontra “alhures”, isto é, fora do cone de luz de nosso passado, sendo, portanto, inobservável. Isto

não tem nada a ver com o fato do Universo ter tido um início ou não. Em ambas as possibilidade existem eventos situados “alhures” do “aqui e

agora”. Segundo porque qualquer outro Universo pertencente ao Multiverso, por definição, estaria desconectado do nosso, sendo, assim,

inobservável em nenhum momento do futuro, cujo cone de luz do passado passaria a abranjer cada vez mais porções antes alhures à

observação.

46 Assim, os outros Universos, se houverem, só poderiam ter sua existência comprovada por considerações teóricas embasadas em observações

indiretas só compatíveis com sua existência. Pelos conhecimentos atuais considero a existência de outros Universos como uma possibilidade,

contudo improvável e, nem de longe, comprovada. De existência, pois, mais remota do que a de visitantes extraterrestres em discos voadores.

Na concepção do Universo incomeçado, não há razão para se discutir a existência de eventos que não sejam efeitos, pois a cadeia de

causalidade entre os eventos se extende indefinidamente para o passado. Tendo havido um instante inicial dos tempos, porém, no qual se deu

o surgimento de tudo, há que se inquirir se isto teve causa ou não. Independente disto ter ocorrido ou não, é preciso que se entenda que não é

necessário que todo evento seja efeito de algum que o tenha precedido. Isto é fato corriqueiro em inúmeros eventos, como a emissão de luz

por átomos excitados e o decaimento radioativo. Portanto, com relação ao Universo inteiro, mesmo que ele tenha surgido, não precisa ter sido

criado por nenhum suposto agente atemporal e aespacial, extrínseco, pois (como?), ao próprio Universo, com poder para agir sobre ele,

provocando o seu surgimento. Tal surgimento pode perfeitamente ter se dado sem que fosse proveniente de coisa alguma pré-existente (já

que não havia lugar e nem momento anterior em que esse evento (a existência de algo pré-universal) pudesse estar.

Nenhuma lei de conservação precisa ser obedecida neste momento zero, pois elas se reportam a situações que um sistema apresenta em dois

momentos distintos e, neste caso, não havia o primeiro momento. Por outro lado, muito provavelmente, mesmo assim, as leis de conservação

prevaleceriam, já que é possível que a totalidade da massa-energia e outros parâmetros do Universo (spin, momentum, cargas elétrica e de

outras forças etc) seja exatamente nula.

Quanto à possibilidade do não surgimento, isto é, da ausência de um tempo cosmólógico zero, vejo algumas dificuldades. Para tal há duas

possibilidades: ou o Universo é cíclico ou o há surgimento constante (modelo de Hoyle). A determinação dos parâmetros de densidade e de

aceleração da expansão do Universo levam a concluir pela rejeição do modelo cíclico, restando a possibilidade de um momento de densidade

suprema, quando inciou-se a expansão ou de uma injeção uniforme e constante de conteúdo.

A existência de dimensões adicionais às quatro perceptíveis é perfeitamente possível, especialmente se forem encurvadas, fechadas e ínfimas,

como propõe a teoria M (das branas e das cordas), mas não comprovada, em que pese a elegância e a abrangência da hipótese.

Voltando ao caso do Universo, a radiação de fundo é consistente com a existência de um momento inicial e não com a injeção de conteúdo

uniforme e constante, que poderia explicar a expansão sem um início de densidade suprema (note-se que, neste momento, não

necessariamente todo o conteúdo estaria em um ponto, a não ser que o Universo fosse finito. Se for infinito, como parece que é, mesmo neste

momento zero, já era infinito, só que, também, supremamente denso, mas não infinitamente).

Outro equívoco é considerar que a expansão observada seja um afastamento das galáxias entre sí, em direção a um espaço vazio exterior. As

galáxias ficam onde estão (a menos de algum movimento próprio, como a nossa aproximação de Andrômeda), mas o espaço em que elas estão

mergulhadas se esgarça, crescendo (o metro aumenta de tamanho).

Ainda preciso estudar melhor os argumentos em que se apresentam para considerar a inexistência de um momento inicial para o Universo,

como o argumento Kalam, que, a princípio, não considero pertinente.

Note que ao considerar a existência de um momento inicial não estou dizendo que, neste momento, houve a “criação” e sim o “surgimento”

do Universo.

Sempre rejeitei a hipótese das variáveis ocultas, mas outra coisa que também rejeito é a existência de alguma “Consciência Cósmica”. No

momento estou estudando essa questão do entrelaçamento e essa experiência recente, sobre a qual tenho muitas reservas. Sou um fisicalista

convicto e concebo toda a realidade como de ordem puramente natural, rejeitando a existência de deuses e espíritos. Mas posso estar

enganado e mudo de modo de pensar, se convencido. O difícil é me convencer, já que só me rendo a argumentos comprovados com base em

fortes evidências, rejeitando peremptoriamente a fé, qualquer que seja ela, como critério de validação da veracidade de alguma proposição a

respeito do que quer que seja.

É preciso analisar serenamente os argumentos que se apresentam, sem nenhum apelo a autoridade por parte da Bíblia ou de qualquer bula

pontifícia, ou mesmo de pronunciamentos de cientistas que exaram suas opiniões como se fossem fatos incontestes, como o Capra e o

Goswani. Sou muito pior do que São Tomé. Mesmo vendo eu ainda duvido. Pode ser ilusão de ótica. Preciso de provas muito bem assentadas.

Até agora ainda fico com a ciência ortodoxa, materialista e reducionista. Mas admito que possa estar errado.

O tempo e a eternidade

by Ernesto @ 21:08. Filed under Cosmologia, Física

O tempo existe objetivamente. Não é só uma impressão. Nem depende de observadores conscientes para existir. É uma entidade física

exterior à mente. Muito possivelmente teve um começo no instante inicial do Universo e pode extender-se indefinidamente para o futuro ou

cessar de passar. Depende do que vier a ocorrer com o Universo. O que muitas pessoas entendem por “eternidade” seria a permanência

indefinida da consciência da pessoa, sem seu substrato orgânico, após a morte do seu organismo. O que costuma-se denominar “vida eterna” a

ser experimentada pela “alma espiritual” que a pessoa possuiria. Tal tipo de coisa não encontra respaldo em uma verificação da realidade dos

fatos, sendo meramente uma crença não comprovada.

O encerramento da passagem do tempo não significaria necessariamente o aniquilamento de todo o conteúdo do Universo, mas simplesmente

a cessação da ocorrência de todo e qualquer evento, isto é, qualquer alteração no estado e na configuração de cada parte do Universo. É o que

se chama a “morte térmica” do Universo.

47 De acordo com o cientificismo burocrático materialista ortodoxo, que, na minha opinião, é a única maneira de se encarar a realidade, o resto

sendo, de fato, “viagem na maionese”, a existência de ciclos de expansão e contração do Universo é uma possibilidades que as melhores

medidas observacionais da densidade de massa e energia do Universo estão a descartar. Isto é: o mais provável é que o Universo se expanda

indefinidamente, sem retorno a um estado de concentração como o que lhe deu origem. E, sendo assim, esta origem não proveio da contração

de um Universo anterior. Isto é, antes do seu surgimento não havia nada, nem conteúdo (campos e matéria), nem espaço, nem tempo.

Portanto não havia “antes”. E tudo surgiu por acaso, sem que fosse proveniente de algo anterior. E poderia não ter surgido e nunca ter havido

coisa alguma e nem coisa alguma que não houvesse, viesse a surgir. Isto é o “nada” seria permanente. Por acaso não foi. Então o mais provável

(quase certo mesmo) é que o tempo teve um início. Pode ser que não tenha fim, e, assim, exista a eternidade. Mas pode ser que a atual

aceleração da expansão regrida e ela venha a esmorecer até cessar. Note-se que, quando digo expansão, não estou dizendo que as galáxias se

movem para longe uma das outras, em direção a um espaço vazio infinito. Não existe vazio no Universo. Todo o espaço existente é preenchido

pelo conteúdo do Universo. O que se expande é o próprio espaço, isto é, a medida das distâncias entre as galáxias está aumentando, sem que

elas se movam. Isto pode parar. Mas, se o Universo for infinito, ele sempre foi e sempre será infinito. Mesmo no começo, quando sua

densidade tendia ao infinito, ele era espacialmente infinito e se expandiu, continuando a ser infinito (se o for, mas parece que é). Quando a

expansão cessar, toda a energia estiver distribuida pelos níveis mais baixos possíveis e a entropia tiver atingido seu valor máximo, então

nenhuma mudança no estado do Universo será possível. Isto significa o fim da passagem do tempo: a não eternidade.

De modo algum, contudo, estou considerando ser o tempo absoluto.

Quando se faz um estudo da evolução do Universo em cosmologia, usa-se um sistema de coordenadas dito “comovente” (Friedmann-Lemaître-

Robertson-Walker), em que as marcas coordenadas são fixas em relação ao conteúdo do Universo (os aglomerados de galáxias) e o tempo é

uma coordenada dita “tempo cosmológico”, uniforme para todo o Universo. Trata-se de uma coordenada tempo, o que deve se distinguir do

tempo cronométrico, que se mede pelos relógios fixados em cada observador. É preciso entender também que a relatividade do tempo

significa exatamente isto: ser relativo. O tempo de cada um para si mesmo não se altera. É o tempo próprio. O que se altera é o tempo medido

por outro observador que se mova em relação ao primeiro, ou que se encontre assintoticamente afastado daquele que esteja submetido a um

forte campo gravitacional (ou, o que dá na mesma, que esteja em um lugar de curvatura do espaço-tempo mais acentuada).

As considerações sobre o evolução futura do Universo são, todas elas, embasadas em teorias bem estabelecidas, mas a escolha por uma ou

outra possibilidade fica dependente de parâmetros observacionais que ainda não estão bem determinados. O principal é a densidade do

conteúdo de massa-energia. Recentes descobertas da existência da “matéria escura” e da (impropriamente denominada) “energia escura”

indicam que a possibilidade de uma expansão indefinida é a mais plausível, descartando-se a possibilidade de uma inversão e posterior

contração do Universo. A aceleração da expansão, que no caso do Universo cíclico teria que ser negativa, atualmente está positiva, mas pode

vir a se anular. Tudo isto depende de medidas observacionais ainda não disponíveis ou em fase de ajustes. Além do que, novas descobertas

podem surgir, mudando todo o panorama.

Não se pode dizer que algum objeto se transforme em energia, pois energia não é uma entidade, e sim um atributo das entidades de que o

Universo é composto, que são campo, radiação e matéria. Na verdade tudo se resume a campo, pois radiação nada mais é que um campo

oscilante auto-propelente e matéria é um conglomerado de concentrações (quantizações) de campo. Vamos manter a distinção porque é

assim que essas entidades se manifestam. Um de seus atributos é a energia, além de outros. O que pode haver é transformação de matéria em

radiação ou vice versa, com conservação da energia (que pode estar sob a forma de massa). Contudo, só a radiação pode ter a velocidade da

luz (que é uma radiação). A matéria, devido a ter energia sob a forma de massa, não consegue atingir a velocidade da luz (que não tem massa),

por mais energia que lhe seja transferida para aumentar a velocidade. E só se consegue transformar toda a matéria em radiação quando ela for

aniquilada pela anti-matéria correspondente. Caso contrário a matéria é indestrutível, podendo apenas transformar-se em uma composição de

outros tipos de partículas. Na teoria das super-cordas isto significa modos de vibração diferentes nas dimensões enroladas.

A questão do tempo nos Buracos-Negros está ligada ao fato de que, no espaço-tempo, existe um invariante que é o “intervalo de espaço-

tempo”, dado por ds²=c²dt²-dl², para um espaço-tempo plano (de Minkowsky). Neste elemento da métrica espaço-temporal, o tempo dt e o

espaço dl entram com sinais diferentes e o que caracteriza uma coordenada como temporal é o fato de seu coeficiente da métrica ser positivo

e espacial, negativo. Num buraco negro, abaixo do horizonte de eventos (raio de Schwarzschild), há uma inversão do sinal dos coeficientes da

métrica, fazendo com que os cones de luz do futuro passem a apontar para o interior do buraco negro.

O que acontece é que, para um observador assintoticamente longe, à medida que algo se aproxime do horizonte de eventos, o tempo

observado vai se ralentando e a coisa nunca é observada atingir o horizonte. Mas para a própria coisa, o tempo continua normal e ela

ultrapassa o horizonte caindo no buraco para nunca mais sair. Como o gradiente do campo (força de maré) é muito intenso no horizonte, tudo

o que possa existir será despedaçado, não mantendo sua integridade.

O tempo continua passando para quem esteja caindo dentro do buraco negro mas é observado com tendendo a estacionar para que esteja

fora.

No caroço do buraco negro há uma singularidade física, na qual o tempo termina.

Há uma interpretação (não confirmada experimentalmente) de que o buraco negro seria uma passagem para outros lugares do Universo em

que haveria um “buraco branco”, do qual o que caisse no buraco negro emergeria (fato explorado no filmes “Stargate” e “Contacto”). Se tal

“buraco de verme” ou “Ponte de Einsten-Rosen” existisse, o que passasse por ele seria inteiramente desintegrado e emergiria como uma sopa

de partículas elementares.

Tempo físico e psicológico

by Ernesto @ 15:43. Filed under Psicologia

Ainda não estudei a argumentação com que Piaget procura fundamentar sua proposta de que a evolução da humanidade se correlaciona com

a evolução de uma pessoa humana. Certamente que não se trata apenas de uma opinião, mas de uma hipótese testada e confirmada de que

48 procurarei me inteirar, pois considero tal assunto muito relevante e de meu maior interesse. Todavia acho que o tempo a que Piaget se refere

não é o tempo como entidade física objetiva, mas sim a percepção subjetiva do tempo por uma mente consciente, o que é outra coisa, se bem

que função da primeira. Há que se investigar, e isto já está sendo feito, a ação dos núcleos cerebrais responsáveis pela conscientização da

percepção de tempo e de sincronização dos ciclos biológicos internos, em termos da periodicidade das flutuações de luminosidade e

temperatura, além do tempo de trânsito do processo digestivo, e outros ciclos de maior duração (como o menstrual) que regulam a vida e

fornecem a percepção do interna do tempo.

Repouso e movimento

by Ernesto @ 21:19. Filed under Física

A noção de movimento (e de repouso, isto é, sua ausência), se prende à possibilidade de que a configuração de um sistema possa sofrer

alteração. Consideremos o sistema da totalidade do que existe, isto é, o Universo. Uma primeira abordagem (mecanicista) compreende tal

sistema como um conjunto de partículas. Partícula é uma entidade que, teoricamente, não possui extensão, e portanto não tem estrutura

interna, podendo ser caracterizada apenas pelos atributos que manifesta externamente. Para o estudo orbital da Terra, esta pode ser

considerada uma partícula, enquanto que, para a Meteorologia, certamente que não. A configuração de um sistema de partículas é a

disposição relativa de suas partes, isto é, o afastamento entre elas e a orientação angular relativa das linhas que unem todos os pares delas.

Tais atributos podem ser associados a grandezas numericamente mensuraveis (comprimentos e ângulos). Qualquer desse atributos cuja

grandeza tome um valor diferente caracteriza a existência de um movimento. A partir do movimento define-se operacionalmente o tempo.

Sem entrar nesta definição agora, é possivel considerar um atributo do movimento e a ele associar uma grandeza denominada velocidade

(linear e angular), que passa a ser aquela que define e tipifica o movimento. Tal grandeza é de natureza vetorial, isto é, sua especificação

requer não apenas um valor numérico para sua magnitude mas também um modo quantitativo de se especificar a orientação espacial em que

se dá. A orientação temporal é sempre positiva, isto é, não existe movimento no sentido retrógrado do tempo (não se volta ao passado). A

especificação dos comprimento e ângulos cuja variação consiste em movimento, contudo, só pode ser feita entre pares de entidades. Só existe

a distância entre dois pontos e só existe ângulo entre duas retas. Além disso, como um ângulo define um plano, a orientação espacial deste

plano há que ser dada por um segundo ângulo. Por isso o movimento, necessariamente é relativo. Se houvesse apenas uma partícula no

Universo (como havia no começo dos tempos) ela seria necessariamente imóvel, pois não haveria nada mais em relação a que se pudesse dizer

que sua posição mudou. Esta noção da relatividade do movinento fica bem clara com a constatação de que ninguém consegue ir para longe de

si mesmo (mas que, ás vezes, dá vontade, isto dá).

O problema é que a interpretação mecanicista é uma aproximação nem sempre válida. De fato, o Universo não é um conjunto de partículas,

mas sim um campo, no qual as ditas partículas são concentrações localizadas (quantizações). E, também, estas quantizações possuem

estrutura interna, não sendo pontos matemáticos.

Portanto a grão primordial a partir de cuja expansão se formou o que existe hoje, não era um ponto. Por maior que fosse sua densidade, não

era infinita. Tratava-se, muito provavelmente, de um único híperon (um hadron de massa superior ao próton) cuja massa seria a de todo o

Universo existente, descontadas as energias potenciais atrativas de ligação, especialmente gravitacionais, mas também as eletromagnéticas e

intranucleares, que são negativas. Pelo que se sabe, a massa do Universo observável (existem três conceitos de Universo: observável,

conectável e multiverso) seria da ordem de 10^55 kg (1 com 55 zeros), e que a 10^(-44) segundos após o big bang a densidade seria 10^96

kg/m^3 (tempo e densidades de Planck) pode-se estimar um tamanho de 10^(-41)m^3, isto é, um raio de cerca de 10^(-14)m, ou seja, todo o

Universo dentro de um núcleo atômico. Mas isto não é um ponto.

Fica claro que o tempo e o espaço não precedem o movimento mas que as entidades consituintes do Universo: conteúdo, espaço e tempo,

estão entre si dependentes em sua configuração e dinâmica (estrutura, movimento e interação). Há uma relação dialética recursiva mútua

entre tais coisas e a resposta a cada uma dessas perguntas não pode ser dada isoladamente das outras sobre o Universo: De que é feito? como

se estrutura? como evolui? como surgiu? como acabará?. Essas questões são de cunho científico e não filosófico (e, evidentemente, não

religioso). Por outro lado, o que a ciência não responde são as questões: porque surgiu? e para que existe? Além de outra, que, para mim, é

irrelevante: será que existe? Não acho que religião alguma responda satisfatoriamente estas últimas questões (isto é, sem apelo à fé, que

considero não ter cabimento algum), mas a própria filosofia se encontra em apuros para dar uma resposta. A minha opinião, salvo melhor

juízo, é de que não há motivo e nem propósito para a existência de qualquer coisa.

Resta saber se se poderia haver a cessação do movimento (e, logo, do tempo) com a permanência do conteúdo (e, logo, do espaço) e,

inclusive, se todos esses componentes poderiam não existir e, num dado momento zero, passarem a existir, ou se poderia haver um último

momento em que tudo cessasse a existência, com retorno ao nada (sem espaço e sem conteúdo). Estas são conjecturas que, em meu

entendimento, considero possíveis e procurarei argumentar sua plausibilidade, no sentido contrário á proposição inicial do amigo Eros, de que

o movimento é um estado inerente ao todo.

Expansão cósmica

by Ernesto @ 21:14. Filed under Cosmologia

Outro tipo de movimento é a expansão cósmica. Tal movimento não é próprio das galáxias, mas trata-se de um esgarçamento do próprio

espaço. Isto é, mesmo as galáxias ficando sempre no mesmo lugar, os lugares se afastam entre si. A escala de medida das distâncias se alarga.

O metro padrão está aumentando de tamanho à medida que passa o tempo. Tal fato é constatado pelo desvio para o vermelho do espectro

das galáxias distantes. A disposição relativa das raias espectrais consiste numa “assinatura” dos elementos químicos. Por exemplo, as raias H e

K do cálcio, nitidamente observadas em muitas galáxias, mostram deslocamentos para o vermelho que permitem concluir a Lei de Hubble para

a recessão das galáxias, segundo a qual a velocidade de recessão é proporcional ao afastamento. A constante, atualmente vale 77km/s/Mpc

(Mpc=megaparsec=3,09*10^19km=30.900.000.000.000.000.000 km) (um parsec é a distância que envolve a paralaxe orbital de um segundo de

arco, que vale 3,26 anos-luz, que é a distãncia percorrida pela luz em um ano, isto é, 9.470.000.000.000 km). Isto significa que, para cada Mpc

49 de afastamento a velocidade de recessão do espaço é de 77km/s. Andrômeda, por exemplo, está a 0,772 Mpc mas a sua velocidade própria

superpõe-se à recessional, sendo predominante. O aglomerado de Virgem está a 18 Mpc e o de Hydra a 48 Mpc. Nosso grupo local pertence ao

primeiro e ambos ao superaglomerado de Centauro. O quasar 3C 273 é o mais próximo já observado, estando a 749 Mpc, com uma velocidade

de recessão de 58 mil km/s. O mais distante objeto já observado é a galáxia IOK-1, a 3.957 Mpc, tendo se formado apenas a 750 milhões da

anos após o big bang (que ocorreu a 13,7 bilhões de anos atrás).

Vejam-se estas referências:

http://www.subarutelescope.org/Pressrelease/2006/09/13/index.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Metric_expansion_of_space

http://en.wikipedia.org/wiki/Hubble%27s_law

Uma quinta possibilidade

by Ernesto @ 21:13. Filed under Cosmologia

Existe a possibilidade (uma quinta) de que o grão primordial que continha todo o conteúdo do Universo fosse previamente existente, sem ter

surgido. Note-se que isto não significa dizer que sempre existiu, pois “sempre” envolve um decurso infinito de tempo e, se este grão era

completamente imóvel, no sentido de não sofrer transformações, então o tempo não se passava. Ele simplesmente existia, sem que passasse

tempo. A primeira perturbação que se deu iniciou tanto a expansão quanto a contagem dos tempos e a existência do espaço. Esta

possibilidade talvez seja mais palatável do que a do surgimento sem algo de que proviesse (dito impropriamente, “do nada”). Mas, para mim, é

igualmente esdrúxula. Só que o fato de ser esdrúxula, no sentido de completamente inaceitável, mesmo que concebível, não descarta a

possibilidade de ser verdadeira. A aferição da veracidade de qualquer das hipóteses certamente não se dará por especulação filosófica, mas

por comprovação observacional de alguma consequência mensuravel, a ser pesquisada. É como um diagnóstico diferencial em medicina. O

atual estágio do conhecimento científico não permite uma decisão a respeito, mas isto não significa que seja impossível. Minha escolha pela

possibilidade 2 pode ser uma crença, mas considero-a a mais plausível.

Surgir do nada

by Ernesto @ 21:12. Filed under Metafísica

Quanto a ser inconcebível algo surgir do nada, se se analisar bem a questão pode-se ver que se trata de um preconceito. Não há nenhum

argumento incontestável que garanta que não possa haver o surgimento de alguma coisa a partir de nada. Trata-se que uma assertiva do senso

comum, inferida da experiência cotidiana, dentro da escala de tempo e dimensões acessíveis ao ser humano, que, como outras, revelam-se

infundadas. Por exemplo, o princípio da relatividade Galileana, extremanete lógico e sensato, verificado por todo mundo no dia a dia, é

completamente falso ao se considerarem velocidades próximas à da luz. Assim também o determinismo da mecânica clássica, que diz que

condições idênticas conduzem a resultados idênticos, também é falso, como atesta a física quântica, fato comprovado experimentalmente. A

natureza não é determinística e sim probabilística. Precisamos, portanto, ter a mente aberta para possibilidades inusitadas. É o que acontece

com a existência de espíritos. Como ateu considero que tal coisa seja inteiramente despropositada. Contudo tenho a mente aberta para aceitá-

la, desde que convenientemente convencido. A incausalidade de algum evento, bem como a não procedência de qualquer ente em relação a

um antecessor, assim como a indeterminação, são possibilidades reais. Quanto à incausalidade, isto já está mais que demonstrado

experimentalmente. A improcedência ainda não se tem prova, mas é algo que não se pode descartar sobre a origem do Universo,

especialmente levando-se em conta que as propriedades das partes do Universo não necessariamente se aplicam à totalidade delas.

O tempo e a eternidade do Universo

by Ernesto @ 21:04. Filed under Cosmologia

Antes de cogitar sobre a possibilidade do Universo ser eterno, nos dois sentidos (passado e futuro) ou só num ou em nenhum, é preciso deter-

nos um pouco sobre a noção de tempo. De início quero deixar claro que estou falando de tempo e não da percepção do tempo. O tempo é

uma entidade objetiva do mundo real e físico e não apenas uma abstração mental. Mesmo que não houvessem mentes, haveria o tempo,

como há o mundo. Alguém pode considerar que esta concepção realista é uma crença. A opção idealista oposta, que levada ao extremo cai no

solipsismo, pode até ser argumentada como a única de que se pode ter certeza. De minha parte, mesmo sem certeza (o que é quase impossível

de se ter a respeito de qualquer coisa) considero que os indícios sobre a plausibilidade da realidade do mundo exterior são muito fortes e a

ciência assenta-se neste pressuposto. As aplicações tecnológicas estão aí para confirmar a validade dos pressupostos científicos.

Muito bem, isto posto, é preciso entender que o tempo decorre do movimento e não é algo aprioristicamente existente (assim como o espaço

decorre de seu conteúdo). Quer dizer que, cessado todo o movimento, não se dá o decurso do tempo. Por movimento estou considerando não

apenas a mudança espacial relativa das entidades constitutivas do universo (mudança de configuração), mas também toda alteração no estado

de uma dada configuração, mesmo que imutável (o estado de um sistema (isto é, como ele “está”) inclui, além de sua configuração (disposição

de suas partes), o movimento e a tendência ao movimento que as partes manifestam (portanto as interações). As mudanças de estado

também são movimentos, no sentido mais amplo (que Aristóteles entendia como passagem de potência a ato). Na chamada “morte térmica”

do Universo, em que ele atingiria um estado global de energia mínima e entropia máxima, do qual não haveria mais nenhuma alteração, seria a

cessação de todo movimento, inexistindo luz e qualquer outro tipo de radiação, com aniquilação de todos os bósons, portanto sem nenhuma

interação.

Repouso, movimento, espaço e tempo

50 by Ernesto @ 21:02. Filed under Cosmologia, Física

De fato, repouso e movimento não são conceitos absolutos. Exceto se o Universo fosse constituído de uma única partícula. Então ela só teria a

si mesma como referencial, estando, portanto, em eterno repouso, pois jamais se afastaria de si mesma. Mas, neste caso, também não se daria

passagem de tempo, isto é, não haveriam eventos distintos que se pudesse dizer a respeito que um fosse antecedente e outro consequente. O

mesmo se pode dizer se o Universo fosse, ele todo, um único campo imutável. Se, contudo, houvessem duas partículas no Universo, seria

possível que uma se afastasse ou se aproximasse da outra. Desse conteúdo e desse movimento emergem duas coisas, espaço e tempo. O

espaço aqui seria unidimensional, sendo apenas o segmento de reta cujos extremos fossem as dadas partículas quando localizadas no maior

afastamento que pudessem ter. Tais partículas também poderia interagir entre si, alterando seu movimento (por exemplo, poderiam oscilar).

Com a existência do movimento e da interação nesse mini-universo passam a existir seus atributos, energia cinética e potencial, além de

quantidade de movimento e de número de partículas. O tempo passou a ocorrer, pois diverentes posições (afastamentos) podem ser, em

virtude do movimento e da interação, classificadas como momentos distintos e se pode estabelecer uma sequência progressiva ordenada de

eventos, o que quantifica o tempo. Um raciocínio análogo pode ser desenvolvido pela consideração de que o campo imutável exibisse alguma

perturbação. Daí decorreria, em cadeia, todas as propriedades que caracterizam o cenário da física: espaço, tempo, movimento e interação

com todos os seus atributos.

Questões Cosmológicas

by Ernesto @ 18:04. Filed under Cosmologia

Cosmologia é exatamente a minha especialidade. A respeito de seus questionamentos, respondo:

1) Não se tem informação sobre o que havia antes do início da expansão atual do Universo (a que, impropriamente, se denomina “big bang”, já

que não se trata de uma explosão). O mais plausível é que não havia absolutamente nada, nem conteúdo material, nem campos, nem espaço,

nem tempo, isto é, nem sequer havia “antes”.

2) Não existe lado de fora do Universo. O Universo é a totalidade de tudo o que existe. A expansão do Universo não é a expansão de seu

conteúdo por um espaço vazio. É a expansão do próprio espaço, isto é, das distâncias entre os pontos. Por isto esta expansão pode

perfeitamente ter velocidade maior que a da luz sem contrariar o postulado de Einstein, pois não se trata de movimento de nada em relação

ao espaço.

3) O que fez a poeira estelar transformar-se em estrelas, planetas, rochas e seres vivos nos planetas foi meramente o acaso. Exatamente isto: o

acaso!

4) Nada determinou o que seria mineral, vejetal ou animal. Estas coisas foram aparecendo expontaneamente.

5) O homem não é o único animal racional e que ama. Outros animais também o fazem e outras espécies hominídeas hoje extintas (como o

Neandhertal) o fizeram e muitas que ainda vão surgir no futuro da evolução o farão, como também é possível que o façam seres de outros

planetas porventura existentes (mas não necessariamente).

6) Não há necessidade nenhuma de se postular a existência de nenhum arquiteto para a construção do mundo. O mundo se faz por sua própria

conta. A evolução não é absolutamente dirigida. Ela é aleatória.

Alternativas ao surgimento do nada

by Ernesto @ 11:55. Filed under Cosmologia

Certamente que por “nada” se entende a ausência de qualquer coisa ou não coisa (campos, matéria, espaço-tempo, leis físicas, valores, idéias,

espíritos, enfim, tudo que se possa conceber ou mesmo que nunca se tenha concebido, incluido a regra de que nada possa acontecer). Veja-se

o artigo da Wikipedia “Nada”, de minha autoria: http://pt.wikipedia.org/wiki/Nada .

Portanto, é perfeitamente possivel o surgimento de tudo a partir do nada e, nesse evento, não se exige a obediência a nenhuma lei física,

como conservação da energia, por exemplo. Mesmo assim, é possivel considerar a energia total do Universo como nula, de modo que o

surgimento de tudo a partir do nada não violaria a conservação. Vou estudar a literatura e fazer este cálculo. Outras leis de conservação

(número bariônico, leptônico, momento angular, momento linear, hiperspin, estranheza) todas podem também ser preservadas observando-

se que o valor total dessas grandezas para o Universo como um todo também pode ser zero.

Aquele que considere se impossível, por favor, prove-me porque não é possivel algo surgir sem que seja proveniente de outro que o anteceda,

isto é, surgir do nada, sem causa.

Mostre-me, também, em que aspecto tal ocorrência carece de lógica.

Provadas que me sejam tais coisas, mudo meu modo de pensar.

Só que, neste caso, quero ver que alternativa para o surgimento do Universo pode ser aceita e que evidências, mesmo indiretas, a suportariam.

Das outras hipóteses levantadas, qual delas poderia ser e porque?

Ou que nova hipótese poder-se-ia aventar?

Eis as hipóteses alternativas ao surgimento a partir do nada:

1) O Universo sempre existiu (tal hipótese contempla a pré-existência indefinida do conteúdo do qual partiu a expansão iniciada pelo big bang,

pois aquilo era o Universo então);

2) O Universo foi criado por Deus, uma entidade extrínseca a ele e com poder para fazer surgir (criar) seu conteúdo do nada;

3) O início do atual Universo foi o término de um anterior, numa infinidade pregressa de ciclos.

51 Pré-tempo

by Ernesto @ 20:45. Filed under Cosmologia

Se o Universo teve um começo, como parece que sim, então nesse começo começou tudo. O espaço-tempo não é uma entidade apriorística na

qual o conteúdo do Universo se instalou. Ele é um atributo inerente ao conteúdo, como energia, por exemplo. O espaço-tempo só existe

porque existe algo que o preenche e nele evolui. Não existe espaço vazio. O nada não é só ausência de conteúdo (campo e matéria) mas

também ausência de continente (espaço-tempo). Assim, sem Universo não há espaço-tempo, e logo, não há pré-tempo. Em suma, antes de

surgir o Universo simplesmente não havia “antes”.

Possibilidades para a orígem do mundo

by Ernesto @ 11:32. Filed under Cosmologia

Esqueçamos a Bíblia e os demais livros que dão explicações mitológicas para a origem do Mundo. Eles foram escritos por pessoas que

registraram as lendas ancestrais, que foram se formando e passando de geração a geração, sem nenhum compromisso com qualquer

adequação à realidade dos fatos. Assim, suas validades como compêndios de cosmologia é inteiramente nula. O conhecimento das ocorrências

que possibilitaram e conduziram ao surgimento do Universo, só muito recentemente começou a ser desvendado e compreendido e, mesmo

assim, muito ainda há por se explicar. A teoria mais aceita pela comunidade cosmológica é a do “Big Bang”, com suas correções, como a do

“Universo Inflacionário”. Os dados observacionais mais modernos confirmam que, de fato, tudo o que existe proveio de uma concentração

inicial extremamente densa, tendo se expandido a partir daí e, ao longo do tempo, formado todas as estruturas hoje existentes. Mas ainda há

pontos controvertidos, como se a formação das estruturas foi aleatórea ou dirigida e, certamente, a teoria não explica a origem da

singularidade inicial, a partir da qual, a expansão iniciou-se. Quatro hipóteses se apresentam: 1) ela foi criada por uma entidade extínseca ao

Universo; 2) ela sempre existiu; 3) ela proveio de uma contração de um estágio anterior de um Universo eternamente cíclico e 4) ela surgiu

expontaneamente do nada. Todas as quatro envolvem grandes dificuldades. Vejamos cada uma:

1) A postulação de uma entidade extrínseca ao Universo com poder para criá-lo deixa em aberto a origem dessa entidade e a questão da

violação das leis de conservação no momento da dita “criação”. Se essa entidade sempre existiu e não tem causa, então porque o próprio

Universo assim não o seria, já que nem tudo tem que ter causa? Se, contudo, tudo tem que ter causa, então haveria uma regressão infinita de

entidades desse tipo, uma criando a outra. Além do que, se, por definição, Universo é tudo o que existe, tal entidade, existindo, pertenceria ao

Universo, sendo este causa de si mesmo.

2) Se esta singularidade sempre existiu impassível, e, em dado momento (o instante zero) começou a expandir-se, dois problemas se colocam.

Se o conteúdo total de tudo o que existe mantiver-se imperturbável, o tempo não decorre, pois o tempo advém das alterações de estado do

conteúdo do Universo (na sua possivelmente futura morte térmica também se daria a cessação da passagem do tempo). O espaço, por sua vez,

também é uma funçao da existência de conteúdo para preenchê-lo (não existe espaço vazio, apenas vácuo, que não é vazio). Logo, a

permanência de uma singularidade, isto é, uma localização imperturbável de infinita densidade, implica a não existência de tempo e de espaço.

Donde se conclui que o Universo, como tal, só passa a existir, no momento em que se inicia a expansão (instante zero). Antes de tal evento não

existe nada, nem mesmo o “antes” (nada é a ausência de tudo, inclusive tempo e espaço). Há uma imbrincação indissolúvel entre o conteúdo e

o continente do Universo e este é dinâmico, não existindo solução estática e nem estacionária. Isto é, o Universo só existe estando em

evolução. Portanto, antes do Big Bang não existia Universo.

3) A possibilidade de ciclos eternos de expansão e contração não é descartada por considerações da cosmologia física teórica, mas dois

problemas se apresentam para se aceitar esta hipótese. O primeiro é o de que as medidas observacionais da taxa de expansão e da densidade

do Universo apontam para uma expansão indefinida, compromentendo a solução cíclica. Isto é, o Universo iniciou uma expansão que jamais

será revertida, não havendo ciclos. Por outro lado, a existência de ciclos implica na extensão indefinida do tempo no sentido negativo o que

envolve um paradoxo consistente na impossibilidade da existência do presente, caso o tempo não tenha tido um início, uma vez que não teria

decorrido tempo suficiente para qualquer sequência de eventos de uma linha de Universo dentro de um cone de luz que pudesse trazer ao

evento “Aqui e agora”.

4) A possibilidade de que a singularidade tenha surgido “do nada” no exato momento em que começou a expandir-se esbarra com a

dificuldade de que tudo o que existe proveio de algo pré-existente, numa cadeia de causa e efeito, na qual são preservadas certas grandezas

que obedecem as chamadas “leis de conservação”, como a da energia e dos números leptònicos e bariônicos, por exemplo. Apesar disto, esta

é a única hipótese aceitável, vejamos por que:

A noção de causalidade necessária provém de um raciocínio indutivo com base na observação dos fenômenos cotidianos acessíveis aos

sentidos. Como a conclusão de todo raciocínio indutivo não é garantida, bastando um contra-exemplo para derrubá-la, esta já se encontra

derrubada face à abundância de contra-exemplos, isto é, de eventos incausados, como o decaimento radioativo e a emissão de luz por átomos

excitados (em que a excitação é condição e não causa da emissão, que é fortuita). Assim, não sendo verdade que todo evento seja um efeito,

pode-se admitir que a origem do Universo seja um desses eventos incausados.

Por outro lado, as leis de conservação se aplicam às condições em que se encontra o Universo mas não necessariamente à condição de sua

passagem da não existência para a existência, situação em que não só surgiram o conteúdo (matéria e campos) e o continente (espaço e

tempo) do Universo, como também as leis que regem o seu comportamento (no nada também não existem leis).

Isto é: o surgimento de tudo sem que seja proveniente de algo que lhe anteceda e sem que tenha um agente causador não é um fato impedido

por nenhuma lei física e por nenhuma consideração filosófica de validade confirmada. Em outras palavras, o Universo não foi “criado” e sim

“surgiu”, exatamente “do nada”, fato inteiramente possível sem problema algum. Não há necessidade nenhuma de se avocar qualquer

entidade extrínseca a ela para causá-lo, portanto, tal tipo de entidade certamente não existe.

As dificuldades sobre sua possível existência, contudo, merecem um tópico à parte.

A existência e a inexistência do nada

52 by Ernesto @ 0:34. Filed under Metafísica

Esta questão está presa ao conceito de existência e realidade. Existem várias categorias de realidade e, portanto, de existência, uma vez que

pode-se dizer que “real” é tudo o que existe. Pois bem, nós só temos conhecimento daquilo que possui uma representação interna em nossa

mente. Não apenas coisas, mas também abstrações, valores, qualidades, ações, modos e outras mais. Esta é a realidade dos conceitos, das

idéias e nela existe tudo que possa ser concebido pela mente, inclusive o nada. Outra é a realidade, que por falta de outra palavra, eu digo

“real”, isto é, objetiva, externa à mente, que tem lugar no mundo. Mas não é apenas física. Por exemplo, uma “lei” é algo que existe

objetivamente, mas não é físico. Ou um espírto, ou mesmo, deuses, caso existam nessa realidade (já que, certamente, seus conceitos existem).

Assim o nada é um conceito (logo existe no mundo das idéias) que corresponde à inexistência total de algo no mundo “real”. Pela idéia de

“nada” se entende a inexistência de qualquer coisa ou não coisa, física ou não física. Assim, no nada, não existe matéria de espécie alguma,

nem campos de força, nem vácuo, nem espaço vazio, nem decurso de tempo, nem idéias, nem valores, nem abstrações, como números e

figuras geométricas. Mas, o conceito de nada existe, porque existe algo ao invés de nada e, dentre o que existe, existem mentes que concebem

o nada, que, objetivamente não existe.

Problemas com a criação do Universo

by Ernesto @ 0:32. Filed under Cosmologia

Admitindo que tudo tenha que ter uma causa e que o Universo teve um começo de existência, então tem-se que considerar a existência de

algo extra-Universal que lhe provocou a existência, que se convenciona denominar “Deus” (mas este argumento não lhe atribui as

características que as religiões abrahâmicas lhe dão, que é ser uma pessoa (ou três), ser bom, justo, atender orações e assim por diante). Mas,

quem criou Deus? Duas hipóteses surgem: ou há uma série infinita de deuses, um criando o outro, ou ele não precisa ser criado e, logo, não é

tudo que tem causa. Então porque o próprio Universo não é esta coisa? Ademais, quem disse que tudo tem que ter causa? Trata-se de uma

inferência induzida da observação cotidiana captada pelos sentidos humanos. Mas um raciocínio indutivo não tem garantia de validade. Basta

um contra exemplo para derrubá-lo. E existem muitos, como, por exemplo, o decaimento radioativo e a emissão de fótons por átomos

excitados. Veja-se que a excitação é condição e não causa da emissão. Esta é fortuita, aleatórea, incausada. E ocorre aos quaquilhões (fortuna

do Tio Patinhas) a todo momento em toda fonte de luz. O princípio da causalidade é um preconceito.

Outrossim, se o surgimento e a evolução do Universo são dirigidos por alguma inteligência, então ela não é suficientemente inteligente, pois há

muita coisa errada existente por aí. Um exemplo: as doenças.

Mas o problema crucial está no mecanismo de ação deste algo extra-universal sobre o Universo. Citando o que já foi dito: a energia do

Universo não pode ter “surgido do nada” e sim injetada por esse agente criador. Isto está dizendo que ele está envolvido no princípio de

conservação da energia, logo é uma entidade física e, pois, faz parte do Universo e precisou ser criado. Ai vai a série infinita de deuses…

Ou então ele é um manancial inesgotável de energia (um banho térmico à temperatura constante) que cede energia sem perdê-la. Ora, se isto

pode ocorrer com Deus, porque não com o próprio Universo?

Assim fica parecendo (aliás é o que é mesmo) que Deus é um “conceito coringa” a que se recorre para explicar tudo que não se consegue achar

explicação natural. Ao longo da história (e a humanidade é uma espécie por demais jovem no planeta, ainda não deve ter percorrido nem 1%

de sua história) a ciência foi, passo a passo, explicando naturalmente o que antes era atribuído a deuses. O que se pode inferir disto é que o

que ainda não tem explicação natural, um dia o terá. Ai está o caso dos cálculos probabilísticos sobre o tempo que o acaso requereria para

formar o olho humano (ou, como eu disse, uma bactéria). Ainda não se dispõe de um cálculo fechado, mas dois fatos fundamentais apontam

para um tempo dentro do disponível. O primeiro é o que eu exemplifiquei com o cálculo da probabilidade da formação deste texto ao acaso.

Há que se calcular por blocos de blocos de blocos, e não diretamente com os componentes elementares. Isto aumenta exponencialmente a

probabilidade e, pois, reduz inversamente o tempo. Outra é que não é só o acaso que interfere. Ele está presente, mas a seleção natural, por

exemplo, não é um acaso. Mas é um determinante natural e não inteligente. A propósito, de onde saiu a afirmativa de que a inteligência só

pode surgir se for produzida por outra inteligência? Claro que pode! Está parecendo com o argumento do relógio no planeta desabitado. Um

relógio é um artefato e, pois, tem que ter sido criado por alguém. Mas um ser vivo não. E nem a sua inteligência. Gostaria de saber de que se

deduz esta informação sobre a necessidade de uma inteligência para criar inteligência.

O que se entende por “surgir do nada”

by Ernesto @ 0:30. Filed under Cosmologia, Física

Evidentemente, como “nada” é um conceito que não corresponde a nenhum ente da realidade mas designa tão somente, justamente, a

ausência completa de qualquer ente (espaço, tempo, matéria, campos, vácuo, idéias, espíritos, deuses), não se pode dizer que de “nada” possa

surgir “algo”. O que acontece é que “algo” (que é a categoria mais genérica, isto é “algo” é tudo o que puder ser concebido como existente e

mesmo não existente) pode ter o seu surgimento sem que seja proveniente de outro “algo” que lhe anteceda. Isto costuma ser expresso como

“surgir do nada”, de modo linguisticamente impreciso. As leis de conservação são válidas nas atuais circunstâncias do Universo, mas não

necessariamente no seu surgimento. A consideração desta possibilidade, mesmo que aparentemente absurda (como a de eventos incausados,

que tanto incomoda o Raphael Bortoli) é muito mais simples e aceitavel do que as outras duas alternativas, quais sejam, que o Universo não

surgiu (sempre existiu) ou que foi criado por uma entidade a ele extrínseca, que lhe dotou, no momento da criação, de seu conteúdo (antes

inexistente), dos atributos desse conteúdo (energia, por exemplo) e do continente desse conteúdo (espaço e tempo). De quelquer modo,

tenha “surgido do nada” ou “sido criado”, neste momento não prevaleceu a conservação da energia, dos números bariônicos e leptônicos, e

outras leis de conservação. A existência indefinida não é menos absurda do que o “surgimento do nada”. Até que seria uma possibilidade. Mas

a “criação”, por requerer algo extra-universal é bem absurda.

De modo algum, “surgir” significa “transformar-se” a partir de algo previamente existente. O evento “surgir”, quando aplicado à totalidade do

que existe, é justamente o primeiro evento na sequência do tempo, do qual não existe nenhum “antes”. Não é verdade que o que começa a

53 existir, por ser limitado, requer algo anterior que lhe preceda. Isto não tem fundamentação factual alguma: é um preconceito análogo à

afirmação de que “tudo tem que ter uma causa”, que é falsa. A teoria aristotélica de potência e ato não é uma verdade absoluta, mas

meramente uma ocorrência particular, mesmo que seja para 99,999999999% dos casos. Evidentemente ela não se aplica ao surgimento do

próprio Universo. É claro que se pode considerar que algo surja sem que haja nada antes do que seja feito. Mesmo admitindo que o Universo

tenha sido criado e não surgido expontâneamente, o criador do Universo teria que ser algo extrínseco a ele, que fez tudo o que existe começar

a existir sem que houvesse coisa alguma anterior, nem mesmo espaço vazio.

Quero falar sobre o funcional quântico-relativístico-geral do Universo como um todo, que descreveria o estado do Universo e que obedeceria a

uma dinâmica comandada por um Hamiltoniano que operaria sobre o espaço desses funcionais. Um funcional é uma aplicação de um conjunto

de funções em um conjunto numérico. Os “bras”, a parte esquerda do “bracket” na formulação de Dirac da Mecânica Quântica, são funcionais

que levam os vetores de estado “kets” no conjunto dos números complexos, por meio do produto escalar. Na formulação da Relatividade Geral

em termos de “formas diferenciais” ao invés de tensores, elas também são funcionais. O livro “Gravitation” de Misner, Thorne, Wheeler, trata

bem desses aspectos e é excelente.

Ainda não estudei a equação de Wheeler-deWitt nem o estado de Hartle-Hawking com profundidade para dizer se essa teoria prevê a pré-

existência indefinida, no sentido negativo dos tempos (colocando o zero no Big Bang), desse funcional global do Universo.

Isto, porém, significaria apenas considerar que o Universo sempre existiu e que o Big Bang foi uma espécie de “transição de fase”. De modo

algum se infere daí a necessidade de um agente inteligente para provocar esse evento. Muito menos que exista alguma “consciência cósmica”

no sentido de que o Universo “saiba” que ele existe e tenha algum tipo de “percepção” de si mesmo. Consciência, segundo a neurociência

moderna (veja-se o trabalho dos Churchlands, do Antonio Damasio e de nossa simpática cientista Suzana Herculano-Houzel), é uma ocorrência

advinda da complexidade dos organismos biológicos superiores, especialmente (mas não apenas) do seu sistema nervoso (e que também pode

vir a ocorrer em sistemas artificiais igualmente complexos). O Universo, contudo, não tem complexidade suficiente para tal.

Finalmente, a questão dos Universos Paralelos, por enquanto, são meras conjecturas teoricamente possíveis em certos modelamentos mas

sem confirmação factual de nenhuma ordem, que, certamente, seria indireta, pois, por definição, eles seriam disjuntos. É como os chamados

“Buracos Brancos”. Aliás, mesmo os Buracos Negros não têm existência indubitavelmente garantida. Todavia, como no caso dos quarks, se a

consistência da teoria for muito forte em prever o comportamento da natureza, pode-se estar confiante em que a teoria descreve

corretamente a realidade. Não é o que acontece, também, com a teoria (aliás hipótese) das super-cordas, das p-branas e a “teoria-M”, em que

pese o peso de cientistas como o próprio Hawking e o Brian Greene em sua defesa (além do Michio Kaku).

Quanto ao Hawking, eu já o admirei muito quando fazia meu mestrado, na década de 70, e estudei em um livro dele com o Ellis: “The Large

Scale Structure of Space-Time”, mas depois que ele virou estrela, fiquei um pouco desapontado. De qualquer modo eu preferia o Weinberg e o

Misner-Thorne-Wheeler como compêndios de Relatividade Geral e Cosmologia.

Considerações sobre o Tempo

by Ernesto @ 1:25. Filed under

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TEMPO

Ernesto von Rückert

Colégio Anglo de Viçosa

O tempo e a poesia da ciência

Richard Dawkins, em sua brilhante obra “Desvendando o arco-íris” comenta que o poeta inglês Keats havia dito que Newton tirara toda a

poesia do arco-íris, ao decompô-lo em suas cores primárias pelo prisma. Ao se iniciar a corrida espacial, no carnaval de 1961, Ângela Maria

estourou com a marchinha “A Lua é dos Namorados”, de Armando Cavalcanti. Em geral há um sentimento de que a ciência tira a poesia do

mundo ao explicá-lo. Nada mais incorreto. Pelo contrário (e o livro de Dawkins exatamente se dedica a demonstrar isto), o entendimento mais

profundo dos maravilhosos mecanismos da natureza é que nos enche de deslumbramento e, mesmo, de um sentimento de enlevo, ao nos

percebermos partícipes desta exuberância que é o Cosmos. E, nisso tudo, está o tempo. Estamos inseridos nele, como tudo o mais. Há uma

imbricação impossível de ser demolida entre tempo, espaço, matéria, energia, existência, vida e consciência e, em decorrência, tudo o que é

produzido pelo pensar e fazer humanos, como a poesia e a música em especial, que são as artes cujo objeto se desenvolve no tempo e não no

espaço. Assim, um entendimento dos fundamentos físicos do tempo talvez nos faça poder apreciar ainda mais a beleza de tudo o que a

literatura já produziu sobre o tema. É o que intento desenvolver em seqüência, num linguajar que acredito acessível ao não especialista.

Espaço e tempo

Em primeiro lugar é preciso entender que o espaço e o tempo não são elementos aprioristicamente estabelecidos sobre os quais se assenta o

conteúdo substancial do Universo, que são os campos e suas concentrações (a matéria). Se o Universo teve um começo (pode ser que não, isto

é, que sempre existiu), então, neste começo também se deu o surgimento do tempo e do espaço com o seu conteúdo (isto é, tudo!). Não há

sentido em se questionar o que havia antes porque, simplesmente, não havia “antes”. O tempo não existia (nem o espaço). Não existe espaço

sem conteúdo e nem tempo sem movimento. Espaço é uma capacidade de caber algo, isto é, o conjunto dos lugares possíveis para algo estar.

Vácuo é um espaço sem matéria, preenchido só por campos. Isto existe. Mas vazio, isto é, um espaço sem coisa alguma, não existe no

Universo. O conceito físico de “nada” é o da ausência de tudo, inclusive de espaço e tempo. Antes de existir o Universo não existia nada. Só

para ficar claro, o conteúdo do Universo é o “campo”, uma entidade cujas concentrações constituem as sub-partículas formadoras da matéria

e cujas alterações promovem as interações entre as partículas, responsáveis por tudo o que ocorre (inclusive o pensamento). O campo e a

matéria possuem atributos, como energia (ou massa, outra maneira de concebê-la nas concentrações), carga, movimento, rotação, torção e

outras. Na concepção fisicalista e reducionista (que advogo), não se faz necessária a interveniência de qualquer tipo de entidade extrínseca ao

54 Universo físico (algo como espírito) para explicar seu surgimento, sua evolução e sua estrutura (nela incluída a estrutura da mente e o

psiquismo). Passemos, pois, ao tempo.

A gênese do espaço e do tempo

Se no Universo só houvesse uma única partícula, todo o espaço seria apenas esta partícula. E como ela seria necessariamente imóvel (pois

movimento é uma mudança de posição relativa e não haveria outra coisa em relação à qual a posição da partícula pudesse mudar). Além disso,

partícula, por definição, não possui estrutura, de modo que não pode se deformar nem girar. Então nada se alteraria. Havendo uma segunda

partícula, tudo muda de figura. Elas podem se aproximar ou se afastar. Pode haver, pois, mudança na configuração e no estado do Universo,

isto é, das duas partículas. Surge aí o espaço e o tempo, pois podem existir localizações variadas para uma partícula em relação à outra e,

havendo alteração, podem ser caracterizados momentos, como a propriedade que indica cada diferente situação. O fundamental disso tudo é

que o espaço e o tempo não precedem o conteúdo do Universo, mas surgem com ele, em razão da dinâmica do seu estado (entende-se por

configuração a disposição dos elementos de um sistema e por estado o modo pelo qual esta configuração se estabelece, isto é, a condição de

sua evolução). Outra descrição, mais correta, é feita, não em termos de partículas, mas do campos. Enquanto o campo do Universo todo é

inteiramente homogêneo e imutável, o tempo não passa. Uma vez que ocorram alterações em sua densidade, podem-se caracterizar estados

distintos, isto é, há mudança (ou movimento, no sentido mais amplo do termo) e, logo, momentos, isto é, tempo. No Universo real, na

verdade, desde sua formação, miríades de concentrações e rarefações se formaram, modificando-se, surgindo o espaço como a coleção de

todos os lugares preenchidos pelo campo e o tempo, como a coleção dos diferentes momentos.

O sentido do fluxo do tempo

Uma característica fundamental do tempo é que, sendo uma coleção de momentos (como o espaço é uma coleção de lugares), esta coleção é

ordenada, isto é, dados dois momentos distintos, um deles é anterior e o outro posterior. Este ordenamento é estabelecido por uma

propriedade chamada entropia. A entropia é definida pelo logaritmo da probabilidade do estado macroscópico. O estado macroscópico é

descrito pelas variáveis globais que o caracterizam, enquanto o estado microscópico é definido pela coleção de todas as variáveis de cada

partícula constitutiva. A um dado estado macroscópico pode corresponder um número extremamente grande de estados microscópicos. A

razão do número de estados microscópicos correspondentes a um dado estado macroscópico para o número total de estados microscópicos

possíveis é a probabilidade daquele estado macroscópico. O logaritmo disto é a entropia. Pois bem, o tempo flui no sentido em que a entropia

aumenta. A evolução do estado do Universo se dá do menos provável para o mais provável.

A quantização do tempo

Outra coisa interessante a considerar é se o fluxo do tempo é contínuo ou discreto (isto é, se dá-se por saltos). Imagine que, no Universo

inteiro, cessasse todas as alterações, todo o movimento. O estado do Universo permaneceria inalterado. Elétrons não girariam em torno dos

núcleos, a luz cessaria de se propagar, os astros interromperiam seus movimentos orbitais, objetos estacionariam a sua queda, corações não

bateriam, os pensamentos ficariam suspensos. Então não haveria passagem do tempo. É como se fosse um filme cuja projeção se

interrompesse. Assim que tudo voltasse a prosseguir, o fluxo do tempo seria restaurado e aquela interrupção não poderia ser detectada

absolutamente por nada. Quem sabe isto já não ocorreu um sem número de vezes desde que você iniciou esta leitura. A quantização do tempo

é, pois, uma coisa que, exista ou não, não faz diferença. A Teoria da Relatividade e a Mecânica Quântica supõem o tempo contínuo. Mas não

uniforme e absoluto.

A medida do tempo

Se o tempo flui, é possível medí-lo, isto é, dizer o quanto de tempo se passou entre dois dados momentos (momento ou instante, no tempo, é

como o ponto na reta, enquanto duração ou intervalo e como o comprimento do segmento de reta, que é o pedaço de reta existente entre

dois pontos distintos, pertencentes a ela). Medir é comparar grandezas de mesma espécie, dizendo o quanto uma contém da outra. Para medir

intervalos de tempo há que se tomar um deles como termo de comparação, denominado “unidade de tempo”. Uma propriedade a ser exigida

da unidade é a sua reprodutibilidade, isto é, deve-se poder sempre obtê-la novamente com a mesma grandeza. Para o tempo isto é um

problema, pois é impossível, uma vez decorrido certo intervalo, voltar atrás para conferir se outro intervalo é igual a ele. Então é preciso

considerar que o novo intervalo seja igual, por definição, sem conferir. Para isto são usados fenômenos ditos periódicos, isto é, que voltam

sempre a se repetir. Por exemplo, os dias, o ano, as batidas do coração ou o balançar de um pêndulo. Se vai-se medir um tempo em dias, tem-

se que supor que todos os dias são iguais. Não há como medir a duração de hoje comparando-a com a de ontem, pois ontem não volta mais.

Pode-se comparar os dias com as oscilações de certo pêndulo e ver se conferem, mas aí tem-se que supor que as oscilações sempre levam o

mesmo tempo. Por comparações desse tipo, entre diversas possíveis unidades de tempo, viu-se que os dias não são todos iguais, que os anos

também não são, que os pêndulos podem variar. Bem… até o momento, o que se supõe que seja mais regular e reprodutível é o período de

oscilação da luz de uma cor exatamente bem definida. Usa-se a luz emitida pelo decaimento do átomo de césio (o isótopo 133), entre os dois

níveis hiperfinos de seu estado fundamental. Como este é um tempo muito pequeno, fixou-se como unidade o segundo, que é um tempo

9.192.631.770 vezes maior. Daí se constrói o relógio atômico, a partir do qual os outros relógios são aferidos.

A relatividade do tempo

Pode parecer que o tempo, assim definido, é algo que flui de modo homogêneo em todo o Universo, como supunha Newton. Mas não. Para

cada um, o tempo flui com a velocidade “1″, isto é, 1 minuto por minuto, 1 hora por hora, 1 dia por dia. Mas, comparando os fluxos de um

lugar com outro, pode não ser “1″. Assim, em outra galáxia, que tenha certa velocidade em relação à nossa, o tempo lá pode passar à razão de

50 minutos por hora em relação a nós, isto é, a cada hora nossa passam 50 minutos lá. Isto é a relatividade do tempo. É claro que estou

falando de relógios que medem o tempo com a mesma unidade. Eles lá, para si mesmos, medem o fluxo normal de 60 minutos por hora. É o

55 chamado “tempo próprio”. Isto foi descoberto por Einstein e já foi confirmado por experiências com o decaimento radioativo dos mésons

“mü”, provenientes de raios cósmicos na alta atmosfera e outros experimentos. Existem fórmulas para calcular isto. A intensidade do campo

gravitacional no local também altera a marcha dos relógios (e de tudo o mais, como o crescimento dos pelos da barba, por exemplo). Portanto,

no Universo, o tempo é realmente algo determinado pelas condições locais da densidade de matéria e do seu movimento e não uma coisa que

existe independentemente. Isto também ocorre com as distâncias. Em suma, o espaço e o tempo não são como um palco no qual os

personagens representam a peça. Eles também são personagens da peça.

Tempo físico e tempo psicológico

Os seres vivos possuem um modo interno de perceber a passagem do tempo e desencadear vários comportamentos, como o ciclo sazonal das

plantas e de animais, ou mesmo, os ciclos circadianos de sono e vigília, por exemplo. No caso dos seres conscientes, como os animais

superiores (ou dispositivos artificiais que venham a possuí-la) há outro fator que é a percepção mental interna da passagem do tempo. Essa

percepção nem sempre é coincidente com a marcha física do tempo. Isto pode variar de pessoa para pessoa, em função da idade, do estado de

espírito ou por ação de drogas. Em geral, à medida que se envelhece, cada ano é uma fração menor da existência, por isso parece um intervalo

menor. Outro fator que faz o tempo parecer passar mais depressa é a monotonia. Quanto mais variada for a vivência cotidiana da pessoa mais

parece que o tempo demora a passar. Atividades desagradáveis sempre parecem demorar mais que as agradáveis. Mas, tirando essas

condições, é notável como a mente tem um cronômetro interno razoavelmente bem calibrado, o que pode ser observado pelo fato comum de

pessoas que sempre precisam acordar a certa hora, em geral, despertam poucos minutos antes do despertador tocar e o desligam.

Tempo, música e literatura

Classificando-se as artes segundo os sentidos que impressionam, a literatura e a música unem-se na categoria das que são comunicadas pela

audição, já que a escrita é uma mera representação simbólica de sons, como se fora uma gravação codificada da fala, que modernamente

ocorre em mídias óticas e magnéticas. Por outro lado, elas podem também ser classificadas, conjuntamente, em artes cujo objeto se

desenvolve no tempo, em oposição às artes plásticas, em que o objeto se desenvolve no espaço. A escrita ideográfica, em que os signos não

representam fonemas, mas conceitos, também só pode ser interpretada na seqüência temporal dos ideogramas, que não são contemplados

simultaneamente, no seu todo, como numa pintura. Vê-se deste modo, que, na própria sistematização que a estética faz das belas artes,

música e literatura ocupam células vizinhas do esquema, estando, portanto, unidas por um ponto de vista estrutural. Em que pese a existência

da poesia concreta, na qual a expressão artística do poema se manifesta, inclusive, pelo aspecto pictórico, normalmente a poesia é feita para

ser declamada (ou cantada, se for a letra de uma música). Então é uma arte que se desenvolve no tempo. A apreensão mental do conteúdo da

música e da poesia é feita pela parte do cérebro ligada à audição e sua memorização se dá de uma forma seqüencial, isto é, ordenada no

tempo e não numa totalidade simultânea, como ocorre com a memorização de uma gravura.

Referências

Uma discussão adicional sobre o tempo pode ser encontrada nos artigos da Wikipedia:

http://en.wikipedia.org/wiki/Time

http://en.wikipedia.org/wiki/Philosophy_of_space_and_time

http://en.wikipedia.org/wiki/Arrow_of_time

http://en.wikipedia.org/wiki/Spacetime

Alguns livros sobre o assunto:

Reichenbach, H. “The Philosophy of Space and Time”. Dover, NY, 1958

Grünbaum, A. “Philosophical Problems of Space and Time”. Reidel, Holland, 1973.

Margenau, H. “The Nature of Physical Reality”. Oxbow, Woodbridge, 1977

O nada e a criação

by Ernesto @ 15:47. Filed under Ciências

Se se considerar que o Universo foi “criado” a partir de algo pré-existente, é óbvio que não poderia ser a partir de nada. Mas esta consideração

não resolve o problema do surgimento desse “algo” do qual se fez o Universo. Poder-se-ia dizer que tal coisa foi criada por Deus. Mas de onde

ele a tirou? De si mesmo? Então o Universo é o próprio Deus e, portanto, sempre existiu, não tendo havido o seu surgimento mas apenas uma

transformação de suas propriedades. Ou Deus, uma entidade extrínseca ao Universo, fê-lo surgir do nada. Mas, nesse caso, esse nada não era

um verdadeiro nada, pois havia Deus. E se ele foi capaz de fazer surgir o conteúdo do Universo a partir do nada isto significa que tal coisa é

possível. Porque não admitir então que tenha sido possível sem a interveniência de Deus. De qualquer modo resta a questão: e Deus? como

surgiu? Sempre existiu? Caso positivo, porque não se admitir que o Universo também tenha sempre existido, ou seja, que antes do início da

passagem do tempo, o campo do qual surgiu o Universo, já existia. Ou porque não admitir que começou a existir no momento em que o tempo

começou a passar, sem que antes houvesse coisa alguma? Não vejo mais dificuldade em se supor o surgimento do Universo expontâneamente

sem que tenha provido de coisa alguma do que supor a existência de um ser extra-universal que o tenha criado. Pelo contrário: a existência de

um tal ser extra-universal, para mim, é algo muito mais difícil de ser assimilada. E se se considerar que o próprio Universo seja o Deus, então a

coisa complica mais ainda, pois para algo ser Deus, precisa ser onipotente e o Universo não o é, pois é obrigado a seguir as leis da física. Além

56 disso, não tem inteligência e nem vontade, que seriam atributos exigidos para algo ser Deus. A concepção fisicalista (antes denominada

materialista) e muito mais aceitável, simples e lógica do que qualquer outra.

Enquanto escrevia minha postagem anterior não ví as suas últimas, que agora quero comentar.

O fato que que o Universo só é tal qual é porque as constantes (velocidade da luz, carga do elétron, constante de Planck, constante de

Boltzmann, constante da gravitação ou outras combinadas) têm os valores que têm, não precisa ser interpretado como prova de um

planejamento. Simplesmente isto pode ser entendido do seguinte modo: Ao surgir o Universo, além do espaço, do tempo e do seu conteúdo

(os campos e suas concentrações: a matéria), também surgiram as interações entre seus componentes e as constantes que as descrevem. Se o

surgimento tivesse ocorrido de outra forma, o Universo seria, simplesmente, algo diferente do que este é e, possívelmente, não deria dado azo

ao surgimento da vida, pelo menos tal qual existe. Ou não teria surgido e nada haveria. Tudo ser como é, trata-se, pois, de mera coincidência e

não revela planejamento algum.

Quanto a dita simplicidade da formulação matemática das leis, a coisa não é como se pensa. Primeiro, elas não são simples. A equação de

Einsteins, da Relatividade Geral, que descreve a gravitação é extremamente complexa. As equações de Dirac da Mecânica Quântica

Relativística também não são nada simples, envolvendo tensores e espinores. Mesmo equações clássicas, como a de Navier-Stokes, a de

Boltzmann, ou as de Maxwell, não são simples. É falsa a idéia de que a natureza é simples. Absolutamente não é. Por outro lado a Matemática

e a própria lógica não são construtos abstratos independentes da estrutura física da natureza. A matemática se presta para descrever a física,

justamente porque ele é tal qual é porque a física é tal qual é. Mas, mesmo que não fosse, argumentos estéticos e éticos não garantem a

existência de algum poder supra-natural que defina seus parâmetros. O que é belo e o que é bom são conceitos que advém da estrutura da

mente humana, que é algo decorrente da biologia que, no fundo, é física. Portanto, por reducionismo, a ética e a estética (como tudo o mais)

são naturais

Tanto o espaço como o tempo são dimensões que surgem exatamente de relações. Se a única coisa que existisse no Universo fosse um ponto,

não haveria nem espaço nem tempo. Note que eu não estou dizendo que haveria um ponto num espaço vazio. Não haveria nada fora do

ponto, nem vazio (Aliás, espaço vazio não existe – leia o artigo que escrevi sobre “nada” na Wikipedia em Português). só existe espaço porque

existe uma relação entre, pelo menos, dois pontos, que podem ter afastamentos diferentes. Essa relação, o afastamento, é que gera o espaço.

Estou falando matematicamente, pois fisicamente não existe ponto. O que existe é um “campo” que, se for todo indistindo e imutável, não

caracteriza relação de distinção alguma entre suas partes. O tempo já surge da possibilidade de haver mudança na relação de afastamento

entre os pontos (ou do estado das partes do campo, por exemplo, adensamentos e rarefações). Se há mudança, cada configuração seria um

momento. Enquanto a configuração global do Universo não muda, o tempo não passa. Dados momentos distintos há que se cogitar da relação

de ordem entre eles. Qual o antecedente, qual o consequente. Essa relação é dada, fisicamente, pela entropía, que é função da probabilidade

da configuração do sistema. Mas note, nada disso requer consciência alguma. É preciso distinguir o modelo mental que se faz do tempo do

próprio tempo, em sí, objetivamente falando, no mundo exterior à mente. Quanto aos conceitos de existência e consciência, mesmo que eles

não sejam precisamente definidos, certamente que há uma noção do que se trata e bem desenvolvida, tanto pela filosofia, quanto pela

neurociência. Voltarei ao tema, pois agora preciso sair. Uma coisa importante é que precisa-se procurar analisar essas coisas de um modo não

humano, isto é, a filosofia precisa libertar-se de sua humanidade, pois isto é um antolho e uma prisão, como o foram antes as amarras religi

Certamente que o tempo existe

by Ernesto @ 15:06. Filed under Ciências, Inespecífica

Não só existe como existe objetivamente, isto é, fora da nossa mente. A gênese do tempo, na origem do Universo, dá-se com a ocorrência de

alguma mudança ou movimento. Note-se que o tempo é algo que decorre do movimento e não o contrário. Isto é, não existe um espaço e um

tempo apriorísticos, como cenário para o conteudo do Universo neles evolver. Tanto o espaço quanto o tempo são uma decorrência do

surgimento de um conteúdo no Universo. Não havendo nada, não há espaço (nem vazio), nem decorre tempo algum. Uma vez que se dê o

surgimento do tudo, sem que seja proveniente de coisa alguma que o anteceda, e esse tudo já surge em expansão, tem-se aí também o espaço

como o continente desse tudo e o tempo como o indicador da mudança. Se o fim do Universo for sua morte térmica, em que todo o seu

conteúdo substancial esteja no nível mais baixo de energia e no mais alto de entropia, então nenhuma mudança (movimento) é possível e,

portanto, não há mais decurso de tempo. A existência de sistemas complexos, como um organismo humano, possibilitou o surgimento de

consciências capazes de terem a percepção mental do espaço e do tempo. Essa percepção se deve a vários mecanismos neurais. Mas o espaço

e o tempo não dependem de serem percebidos para existirem. São entidades físicas e não psicológicas. Sugiro uma leitura no tópico:

http://www.orkut.com/CommMsgs.aspx?cmm=1190640&tid=2496748850915672368&kw=entropia&na=3&nst=11&nid=1190640-

2496748850915672368-2498047595342941966

especialmente a partir da postagem do dia 12/11/06

Para compreender e explicar a realidade física, isto é, a natureza exterior objetiva (exterior à mente inquiridora), em primeiro lugar a Físca tem

que adotar a crença na realidade do mundo independente do sujeito. Caso contrário nada há que se investigar, tudo pode ser inventado. Isto

posto, são construídos modelos mentais da realidade. Esses modelos são representações esquemáticas das entidades e dos fenômenos da

natureza. Nisto se faz uma simplificação e uma escolha de entidades teóricas que melhor se prestem à descrição de como a realidade é e como

funciona. A realidade física é composta de três itens: conteúdo, estrutura e dinâmica. O conteúdo é a matéria, os campos, o espaço, o tempo.

A estrutura é a disposição desse conteúdo, cada parte em relação às outras partes e a dinâmica é o modo como esta estrutura se modifica. Na

natureza tudo é imbrincado e interconectado. Na verdade o Universo todo é um único organismo que pulsa. O fatiamento desse todo em

partes distintas para estudo é uma mera questão didática, já que a apreensão, “in totum” da estrutura e funcionamento do Universo seria algo

por demais grandioso e complexo. Além desse fatiamento, eu diria, geográfico, há um outro que se refere ao nível de profundidade da

explicação. Explicar como funciona o corpo humano pode ser feito num nível anatomo-fisiológico, num nível bio-químico, ou num nível

57 molecular ou até num nível de partículas sub-atômicas. A física dá as explicações mais profundas e também as mais abrangentes (se

considerarmos a cosmologia como um capítulo da física). E nessa explicação entra a matemática, como comentarei na próxima postagem. Mas

é importante sempre se ter em conta de que a natureza funciona por conta própria, independente da existencia ou não de alguma mente que

pretenda explicá-la. Isto é fundamental para o modo como vejo a ciência. O homem é o menos importante. Mas é preciso que a natureza seja

traduzida para uma interface humanamente compreensível. Como num programa de computado. Tenho que sair agora, mas volto.

O conceito de campo

by Ernesto @ 14:33. Filed under Ciências

O novo conceito introduzido por Maxwell nas equações do eletromagnetismo (mas já vislumbrado por Faraday de um modo intuitivo) é o de

“Campo”. Esta nova entidade, desconhecida por Newton é de natureza completamente diferente de partícula ou corpo. Trata-se de uma

entidade física, real, natural, mas não material. Possui extensão, localização, intensidade, quantidade, energia e outros atributos. Pode variar

com o tempo, é detectável, mas não é matéria, nem espírito, nem fantasma. Tal conceito, a principio, revelou-se misterioso para os físicos que

avogavam a “ação à distância”. Atualmente sabe-se que as interações se dão por intermediação de campos, inclusive a gravidade. Do que se

trata?

As interações entre os corpos materiais (não estou falando de partículas) se dão devido a certos atributos que eles possuem. Por exemplo, a

gravitacional se dá pela massa do corpo, enquanto a elétrica se dá por algo que ele tem chamado “carga” (depois vou conceituar o que é

carga). A existência de um corpo que possua carga cria no espaço que o circunda uma modificação nas suas propriedades de tal forma que, se

outro corpo também possuidor de carga estiver alí por perto, sofrerá uma força, que, caso o primeiro não estivesse lá, não sofreria. Esta

modificação no espaço que causa esta força é que consiste no “Campo”. A realidade do campo como intermediário da interação pode ser

verificada vendo-se que, ao retirar a primeira carga, por um certo tempo, a segunda ainda sofre a força emanada da primeira, que está sendo

levada pelo campo, até que este se extinga. Isto é o que ocorre com as transmissões de rádio, que se dão por meio de campos elétricos. O

atrazo é perceptível quando duas TV’s sintonizam o mesmo canal, um direto e outro por satélite.

A partir do campo elétrico, outros tipos de campos foram descobertos, como o magnético, o gravitacional e outras modalidades. O conceito de

campo é de primordial importância na Mecânica Quântica.

Volta ao passado

by Ernesto @ 16:18. Filed under Inespecífica

De fato, a terminologia “volta ao passado” é incorreta e deve ser evitada. Portanto corrijam onde pertinente nos meus posts anteriores. Uma

“volta ao passado” significaria um retrocesso no tempo. Isto é impossível. Sempre se avança no tempo e sempre para o futuro. A possibilidade

de se atingir momentos anteriores ao atual é sempre indo para o futuro, em uma curva tipo tempo fechada. Então você, mais velho,

encontraria você mesmo mais novo e os dois vocês passariam a conviver. Isto não é paradoxal, porque aquele você jovem que você velho

encontrará, a partir daquele momento, estará vivendo um futuro cujos momentos não serão mais os mesmos que você já vivenciou. Esses dois

você, na verdade, a partir desse encontro, não são mais a mesma pessoa. Ele não necessariamente chegará àquele momento em que você

partiu para o passado na sua viagem.

Mas é preciso entender bem que isto é uma conjectura teórica que, na prática, dificilmente poderá ser concretizada. Para que isto pudesse

ocorrer o Universo precisaria apresentar vorticidades em torno das quais se estabeleceria uma geometria de Gödel, que, além da curvatura do

espaço exibisse também uma curvatura do tempo. Isto requer a presença da constante cosmológica, que atualmente se considera a

responsavel pela aceleração da expansão do Universo.

Veja:

http://en.wikipedia.org/wiki/G%C3%B6del_metric

http://en.wikipedia.org/wiki/Closed_timelike_curve

http://web.archive.org/web/20041015234901sh_re_/www.readmag.com/Columns/timetravel.htm

Não é impossível que no núcleo de galáxias, buracos negros imensos possuam rotação tão acentuada que a geometria fora dele seja de Gödel,

se a constante cosmológica estiver presente. Mas as energias envolvidas seriam tão imensas e os gradientes da curvatura tão grandes que

nenhuma estrutura, como um corpo humano, permaneceria incólume.

Ritmos variados de ida ao futuro

by Ernesto @ 15:49. Filed under Inespecífica

Cada qual, para si mesmo, vai sempre para o futuro à razão de uma hora por hora. Mas, se outro move-se em relação a ele, ele vê que o tempo

desse outro avança, por exemplo, 50 minutos para cada hora que o seu passa. Espanto? Nada disso! Esta contração do tempo é um efeito

relativístico ordinário e já observado em várias situações. Só não o percebemos no dia a dia porque seus valores só são consideráveis se o

outro se move tão celeremente em relação a nós quanto, por exemplo, um bilhão de quilômetros por hora. O veículo mais rápido já feito pelo

homem vai apenas a 40 mil quilômetros por hora. Mas um elétron num tubo de TV (ou no seu monitor CRT) é por aí. Medidas na meia-vida

radioativa de mésons formados por raios cósmicos na alta atmosfera tomadas em um balão estratosférico e ao nível do solo confirmam os

cálculos. O problema é que o outro também vê o primeiro mover-se com a mesma velocidade, em sentido oposto e então observa o mesmo

fato, isto é, que passadas uma hora para si, o primeiro viveu 50 minutos. Isto é realmente pardoxal!. Tal “paradoxo dos gêmeos” é um

problema interessante da relatividade restrita e a sua solução pode ser achada nestes links:

58 http://en.wikipedia.org/wiki/Twin_paradox (bem explicado, mas em inglês)

http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxo_dos_g%C3%AAmeos (mal explicado)

http://cosmo.fis.fc.ul.pt/~crawford/artigos/Paradoxo_gemeos.pdf (bem explicado, mas muito técnico).

Equívocos sobre o Big Bang

by Ernesto @ 15:40. Filed under Ciências

Existem alguns equívocos sobre o Big Bang que precisam ser esclarecidos:

1) O Big Bang não foi uma explosão de um ponto cheio de matéria para um espaço vazio circundante. O Big Bang foi uma subita expansão do

próprio espaço com todo o seu conteúdo, que se deu igualmente em todos os lugares. A teoria do Big Bang não explica como isso começou,

apenas como ocorreu, já ocorrendo. O Universo todo se expande, mas não há espaço vazio para onde ele vai. Todo o espaço existente está

dentro dele.

2) Esta expansão pode ultrapassar a velocidade da luz, que é um limite de velocidade de corpos no espaço. A velocidade de expansão é uma

velocidade do espaço. A lei de Hubble diz que a velocidade de afastamento é proporcional à separação (em coordenadas comoventes), pela

expressão v = H x d. A constante de Hubble H varia ao longo do tempo cosmológico. A distância d = h para a qual a velocidade v = c (velocidade

da luz) é denominada “distância de Hubble” e, atualmente, vale 14 bilhões de anos-luz. Galáxias mais longíquas se afastam com velocidade

maior que a da luz.

3) Como as galáxias além da distância de Hubble se separam de nós mais rápido do que a luz caminha, esta nunca chegaria a nós. Mas

acontece que a distância de Hubble está crescendo (pela variação de H), de modo que, em algum momento, a luz delas proveniente entrará

dentro da distância de Hubble e poderá chegar até nós. A própria radiação de fundo do Universo é um caso deste.

4) Não se deve confundir o redshift cósmico com o redshift do efeito doppler, que tem a ver com o movimento da fonte no espaço. O redshift

cósmico se dá com a luz que uma fonte emite em todas as direções (e não só na que se afasta de nós) porque o prórpio esgarçamento do

espaço aumenta o comprimento da onda de luz.

5)O raio do Universo observável não é a distância que a luz percorre desde que o Universo existe, pois, enquanto isto, o espaço está se

expandindo. Cálculos mostram que esta expansão, até hoje, multiplica este raio por três.

6) A gravitação é uma “força” atrativa que se opõe à separação dos corpos enquanto o Universo se expande. Ela é responsável pela formação

de galáxias, estrelas e aglomerado de galáxias, uma vez que alguma flutuação aleatória tenha criado uma semente de condensação. Assim,

cada grupamento de matéria, mesmo com a expansão do Universo, mantêm-se do mesmo tamanho.

7) Se o Universo é infinito (e é o que parece), então ele sempre foi infinito, desde o surgimento. Uma coisa infinita, ao se expandir ou contrair,

continua infinita. O que era diferente no início era a densidade de massa-energia e a temperatura.

A inflação cósmica inicial e a aceleração da expansão, em oposição à gravidade, tem que ser explicada por algum mecanismo de “força”

atuante no próprio espaço-tempo e não no seu conteúdo. Como o espaço-tempo é um dos constituintes do Universo (e não algo apriorístico

sobre o qual o Universo se situa), mas não é o conteúdo substancial, será preciso entender melhor esse “campo primordial” e que interações

surgiram a partir de suas quebras de simetria. Note-se que a gravidade, até o momento, pela Relatividade Geral, também não é uma interação

mas uma força (num sentido ampliado da palavra) proveniente do encurvamento local do espaço-tempo devido a seu conteúdo energético e

massivo. A dita constante cosmológica seria algo dessa ordem, mas em sentido oposto.

A causa do tempo

by Ernesto @ 20:23. Filed under Filosofia, Física

A causa do tempo são as mudanças de estado do Universo. O tempo é algo que decorre do fato de que o Universo não é estático. Se, em algum

momento no futuro, todo o Universo atingir, em cada uma de suas partes, o estado fundamental de energia mais baixa, então não poderá

haver nenhuma alteração nesse estado. Tudo estacionará aí. Não havendo mais qualquer mudança, também não haverá mais decurso de

tempo. Evidentemente que nesse estado não existirão consciências para perceberem coisa alguma. Mas, mesmo no surgimento do Universo,

pode ter havido uma situação em que não decorresse tempo. Certamente ele não decorria anteriormente à existência do Universo. Na

verdade nem sequer existe esse “antes” do início do Universo. Se, ao surgir, seu conteúdo estivesse, mesmo que em uma altíssima densidade

de energia, completamente imperturbado, isto é, estático mesmo e não estacionário, então o tempo não estaria decorrendo. O instante zero

terá sido o da primeira flutuação de homogeneidade que deu azo à primeira quebra de simetria e, com ela, o surgimento do tempo. Note que

as mudanças de estado do Universo não se dão ao longo de um tempo que corre de modo independente num fundo à parte do conteúdo do

Universo. O próprio tempo transcorre em virtude das alterações de estado do Universo. A percepção desse transcurso por nossas mentes é

uma outra questão completamente à parte. O tempo não é uma ocorrência mental, mas inteiramente física, independente de mentes que o

percebam.

O futuro

by Ernesto @ 20:21. Filed under Filosofia, Física

59 O fato se sempre se dirigir ao futuro não implica que ele seja traçado, em absoluto. Este é um fato fundamental da natureza, a incerteza

intrínseca. Não existe o determinismo laplaceano da mecânica clássica. A incerteza é inerente ao modo como o campo do Universo se

acomoda e varia. A partir desta constatação e do fato de que, cada corte da variedade espaço-tempo em uma superfície de tempo universal

dado é uma evolução da superfície infinitesimalmente antecedente, que pode ser gerada de um número tão estupidamente grande de modos

diferentes que, na prática, se possa dizer infinito, e que, além disso, a evolução através desses superfícies (como uma superfície de Cauchy de

um problema de valor inicial em equações diferenciais parciais) ao longo de um intervalo finito de tempo universal pode se dar de um número

também praticamente infinito de modos, qualquer especulação sobre previsão do futuro é algo inteiramente descabido, assim como o

conceito de “destino”. Assim, em cada momento que se apresenta, existem escolhas que os sistemas tomam, ou de um modo fortuito, no caso

dos sistemas inconscientes ou de um modo consciente, como se dá com os sitemas que possuam mente (mesmo num nível extremamente

primitivo como um verme). Esta questão de destino traçado é algo que, definitivamente, não existe. Isto não significa que temos controle

sobre o que nos vai ocorrer no próximo momento. Mas, dadas as circusntâncias que sejam apresentadas pelas injunções de todo o resto do

Universo que interaja conosco, existe um grau de liberdade de escolha. Essa liberdade é que é o maior apanágio dos seres conscientes, mesmo

sendo limitada. Imaginemos o Universo como um conjunto de eventos preenchidos por seu conteúdo substancial que se move entre os

eventos (isto é, cada quark, lepton, boson etc experimenta variações de localização e estado ao longo do tempo que, no conjunto de todos,

constitui a história do Universo). Pode-se definir uma coordenada tempo universal e imaginar uma superfície que seja o lugar geométrico dos

eventos para os quais essa cordenada tenha um dado valor. Isto seria um instante Universal, que, para o valor atual (que sempre está

mudando), é o presente, em todo o Universo (note que este presente não é simultaneamente acessivel a todos os eventos – o que eu, na

minha localização aqui e agora, tenho acesso do resto do Universo, é o conjunto de eventos que estão na superfície do meu cone de luz do

passado). A partir dessa superfície de tempo universal uniforme (note que não tem sentido se falar de coordenada tempo constante, apenas

que ela seja uniforme em todos os eventos. O tempo nunca fica constante). Pois bem, a partir de todos os eventos dessa superfície e das que

lhe são antecedentes, é construída a próxima superfície de eventos num tempo uniforme infinitesimalmente subsequente. Cada evendo dessa

nova superfície é resultante das interações do conteúdo que preenche aquele evento com eventos que lhe antecederam, que jazem no interior

de seu cone de luz, numa relação de causalidade, além dos que se dêem sem ter causa. O número de combinações que determinará o estado

do Universo nessa nova superfície é estupidamente imenso, o que significa que as possibilidades são quase (note bem “quase”) infinitas. Qual

se dará é praticamente impossível saber. Mas esta única possibilidade é o futuro imediato daquela superfície. As outras quase infinitas

possibilidade não ocorreram e não existem em nenhum outro possível universo alternativo. considerando essa evolução instante a instante

(pode ser até que haja um “quantum” de tempo) ter-se-á o desenho do futuro, que é completamente imprevisível. Os outros possíveis futuros

ficaram perdidos.

Simplesmente não havia “antes”.

by Ernesto @ 19:59. Filed under Cosmologia

Realmente sabe-se menos do que o que não se sabe. Contudo o modelo padrão (dito “Big Bang”, mas a denominação não é adequada, pois

não houve explosão), parece estar resistindo à maior parte de suas contestações. Isto não significa que seja a verdade definitiva. A

comprovação da aceleração da expansão do Universo mostra que esta fase do Universo não voltará a se contrair, mas não prova que não

houve uma fase pré-big bang em que tenha havido contração. Todavia penso que não, que, realmente, naquele momento surgiu o espaço, o

tempo e o seu conteúdo de campo e, depois, matéria. Então a pergunta sobre o que haveria antes do Big Bang não procede, simplesmente

porque não havia “antes” algum. Não há momento anterior ao primeiro momento do tempo. A afirmação de que havia “nada” é uma figura de

linguagem para dizer que não havia coisa alguma e nem algo que não fosse “coisa”. Nada é a ausência de tudo: espaço, tempo, campos,

matéria, leis físicas, espíritos (Deus também). E o surgimento de tudo o que existe pode muito bem ter ocorrido sem causa alguma e sem

qualquer coisa prévia da qual tenha se originado. Como também não haviam leis a serem obedecidas, nem a conservação da matéria, da

energia, da carga elétrica ou qualquer outra precisa prevalecer nesse instante zero. Depois dele sim.

Quanto ao Universo ser eterno ou não, em primeiro lugar temos que considerar que é perfeitamente possível que o Universo nunca tenha

começado e que nunca acabe, bem como que tenha começado e que acabe. Pode ser que o tempo sempre decorreu ou que tenha tido um

instante inicial, do mesmo modo que pode continuar a correr indefinidamente ou venha a cessar. Inclusive é possível que o tempo pare de

passar sem que o conteúdo substancial do Universo cesse de existir e nem o espaço por ele ocupado. Isto é, pode haver espaço sem que se

passe tempo, como pode haver a passagem do tempo sem que haja espaço. Isto é as dimensões do Universo podem se colapsar, alguma delas

deixando de existir. A decisão entre essas possibilidades não é teórica, nem filosófica. É observacional. São os dados observacionais que

permitirão concluir se o Universo sempre existiu e sempre existirá ou não (os dois fatos são independentes, isto é pode haver infinito para o

futuro sem que haja para o passado ou ao contrário ou os dois ou nenhum dos dois). Este infinito de que estou falando é um infinito REAL e

não potencial.

Por falar em infinito, em matemática, e nas noções de Cantor, sugiro uma leitura no artigo que escrevi em 1968:

http://www.ruckert.pro.br/blog/?page_id=114

Resumindo: é claro que o Universo PODE ser eterno, mas não que realmente o seja. Os dados observacionais, até o momento, parecem indicar

que ele não seja eterno para o passado (isto é, que teve um início), mas que será eterno para o futuro.

Evento sem causa e o nada.

by Ernesto @ 14:02. Filed under Cosmologia

A relação de causalidade é estabelecida entre eventos (ocorrências) e não entre seres. A passagem do estado de inexistência para o de

existência de um dado ser é um evento. Dentre as categorias de causas estabelecidas por Aristóteles a causa propriamente dita é a causa

60 eficiente. Para que um evento seja causa de outro ele tem que lhe anteceder no tempo, isto é, estar no interior de seu cone de luz do passado,

além de possuir uma ligação feita por um mediador de interações. Os eventos que possuem causa são denominados efeitos da dita causa. Mas

podem haver eventos sem causa. O exemplo típico é o da emissão de fóton por um átomo excitado. O estado de excitação é condição e não

causa da emissão. Um átomo pode permanecer indefinidamente excitado. A queda para estado de energia mais baixa é fortuita, ocorrendo

expontâneamente, sem causa. O que existe é uma probabilidade de queda, dada a posteriori. Toda emissão de luz que contemplamos ocorre

pelo mecanismo de decaimento, que é aleatório. Se a ocorrência de causa não é sempre verificada, não se pode induzir que todo evento seja

efeito. Então é possível que o surgimento do Universo seja um evento incausado.

Quanto ao nada, sugiro uma consulta no verbete que escrevi para a Wikipedia em português: http://pt.wikipedia.org/wiki/Nada

Tempo, causalidade e energia

by Ernesto @ 14:50. Filed under Cosmologia

Não é porque algo possua uma causa (seja um efeito) que a causa não possa ser ele próprio, mas sim porque a relação de causalidade envolve uma precedência no tempo. Dois eventos simultâneos ou situados um alhures ao

outro (nem no futuro, nem no passado, nem no presente), não podem estar causalmente relacionados. Como todo evento é idêntico a si mesmo e, portanto, simultâneo consigo, não pode ser causa de si mesmo. E o surgimento do Universo (se tal ocorreu), também é incausado, pois, sendo o primeiro evento, não há nenhum anterior a ele que lhe seja causa (não há momento de tempo anterior ao zero dos tempos). A energia não pode ser a causa de si

mesma porque energia não é nenhum evento (nem tampouco uma coisa). Energia é um atributo. A energia não é anterior ao movimento. Energia é uma propriedade do movimento, bem como das interações. São os corpos, os campos de força e os sistemas desses dois que possuem (ou não) energia. Sendo um atributo, ela não existe sem aquilo de que é atributo. Não existe “energia pura”. O que existe são entidades que possuem energia, das quais a primeva, da qual tudo se originou (a matéria e os campos das interações) é um campo indiferenciado, no qual todas as interações eram indistinguíveis e nenhuma partícula existia ainda.

Que eternidade?

by Ernesto @ 17:53. Filed under Cosmologia

O que está se entendendo por eternidade? Se é o fato do fluxo do tempo jamais ser interrompido no futuro, isto é uma questão a ser que só pode ser respondida quando se tiver mais conhecimento sobre a evolução do Universo. Do mesmo modo que é possível que o tempo tenha tido um início, antes do qual ele não decorria, também pode ser que ele tenha um término, depois do qual não mais decorrerá. Ou não. Sobre o término do tempo há duas

possibilidades. A primeira é a do “Big Crunch”, um “Big Bang” às avessas, em que tudo se exterminaria, inclusive o tempo. Outra é a morte térmica do Universo, quando a fluxo do tempo se ralentaria assintoticamente até que não mais decorresse. A terceira hipótese é a de que o tempo jamais pararia de fluir: a eternidade. Esta é a noção física da eternidade. Outra noção de eternidade é a da sobrevivência da consciência do ser humano (ou de outro que a possua) após a morte biológica do seu organismo. Para que isto possa ocorrer seria preciso que a sede da consciência (bem como da memória e de outras funçoes psíquicas) fosse alguma entidade de cunho transnatural, um “espírito” que fosse a sede da “alma”, o princípio vivificador do ser. Tal espírito teria uma existência

independente do corpo físico, mas a ele seria ligado de alguma forma, enquanto a vida ocorresse, mas dele se libertaria com a morte e prosseguiria “vivo” indefinidamente. Em algumas concepções este espírito poderia voltar a se associar a outro corpo e em outras não. A vida do espírito é de uma outra espécie, não se configurando na

ocorrência de processos metabólicos de trocas de energia característicos da vida biológica. Não sendo físico, o espírito poderia viver sem energia, mas seria preciso conceber algum processo de interação dele com o mundo natural, para que, por exemplo, as percepções levadas à memória fossem registradas nesse espírito. Isto é algo

bem complexo, mas, resumindo, não considero possível tal coisa. Assim, vejo que as evidências são para a cessação completa de toda consciência com a morte, sem vida eterna.

A realidade “real” do tempo

by Ernesto @ 15:57. Filed under Cosmologia

A questão se prende ao que se entende por “existir”. E isto está ligado também ao conceito do que seja “real”. Existem várias categorias de realidades. Certamente, como temos uma noção do que seja o tempo e falamos a

respeito dele, medimos etc, então o tempo existe, pelo menos na categoria de realidades conceituais. Mas ele também existe fisicamente, como uma entidade do mundo natural e não apenas como concepção. É um dos personagens do Universo, juntamente com o espaço, a matéria, os campos. São coisas substanciais. Já movimento

e interação são conceitos, não são coisas. Tempo é uma coisa e espaço são coisas, não conceitos.

A entidade tempo e a entropia.

by Ernesto @ 15:55. Filed under Física

Quanto ao fato de dizer que o tempo é apenas uma palavra para designar acontecimentos repetitivos, isto não procede. Se assim fora então todas as grandezas físicas também não existiriam, como velocidade, energia etc. Mas o tempo, além de ser uma grandeza é uma entidade (o que não acontece, por exemplo, com a energia, que é um atributo). O tempo, porém, não depende de sua percepção e nem da existência de consciências. Ele é uma entidade natural, física. A relação do tempo com a entropia está ligada à interpretação estatística da entropia (que

61 se relaciona, por sua vez, com a termodinâmica) e se refere ao sentido do fluxo do tempo, isto é, dados dois

estados do Universo, para se saber qual deles é anterior ou posterior, verifica-se qual o mais provável, uma vez

que o Universo todo é um sistema isolado, em equilíbrio termodinâmico. Mas isto pode não ocorrer com os subconjuntos do Universo. Aliás, é a redução localizada da entropia, por ação da gravitação, que possibilitou a formação de galáxias e estrelas e, devido às forças de Van der Walls, a formação de moléculas replicantes, que deram orígem à vida.

O espaço-tempo como entidade da natureza.

by Ernesto @ 14:27. Filed under Física

O importante para responder à dúvida inicial do tópico é entender que existe uma correspondência da representação do espaço-tempo pela classe de equivalência das variedades diferenciaveis isoméricas com a entidade física espaço-tempo. Toda a cosmologia posterior à relatividade geral alicerça-se na consideração inteiramente inovadora de que o espaço e o tempo não são dados apriorísticos sobre os quais se estabelece o conteúdo substancial do Universo mas que, eles próprios são parte indissolúvel desse conteúdo, não existindo

independentemente um do outro e nem do seu conteúdo. Isto é, não existe vazio no Universo. Todo o espaço que existe é preenchido (pode haver vácuo, mas este é só a ausência de matéria (partículas) sendo preenchido por

campo e radiação (que também é campo)). Nesta concepção o espaço-tempo é dinâmico, isto é, “vivo”. Ele possui uma equação de movimento (a equação de Einstein: Rab – (1/2)gabR = -kTab). Ele é uma “coisa” pulsante, deformável. O tempo e o espaço esticam, encolhem, curvam-se, torcem-se. E nessa entidade, as trajetórias das massas são as trajetórias geodésicas inerciais. Nesta concepção (da Relatividade Geral), a gravitação não é uma interação, mas uma propriedade identificada com a inércia pelo princípio da equivalência. E o tensor de curvatura é relacionado com a “força de maré”, que tem a ver com o gradiente do campo gravitacional newtoniano. Trata-se de uma das mais belas construções teóricas para modelar o comportamento da natureza.

Só se vai ao futuro.

by Ernesto @ 14:47. Filed under Física

Em primeiro lugar é preciso entender que todos estamos sempre viajando no tempo, e sempre para o futuro. A

questão é saber se uns ou outros serão capazes de viajar a taxas diferentes. Isto é, seria possível que o tempo de alguém decorresse, para outro, numa taxa diferente de 1 (isto é, diferente de uma hora por hora, ou seja, por

exemplo, 50 minutos por hora)? Sim, eis a resposta! E isto não se trata de especulação teórica. É fato experimental verificado com precisão. Este é o primeiro corolário da invariância da velocidade da luz (que é o seu cerne) na teoria da relatividade restrita. Se dois objetos movem-se, um em relação ao outro, com velocidade constante, então o tempo que passa para um deles, medido pelo outro, decorre mais lentamente, por um fator igual à raiz quadrada de (1 – v²/c²), onde c é a velocidade da luz no vácuo e v é a velocidade relativa dos objetos (note que sempre se tem v menor ou, no máximo, igual a c). Como o movimento é relativo, cada um, em relação ao outro, perceberá a mesma coisa, ocasionando um paradoxo (isto é, para mim o outro envelhece menos e para

ele, eu envelheço menos). Uma coisa que não se pode fazer é retroceder no tempo, isto é, ir-se para momentos anteriores, do passado. Sempre se vai ao futuro, mesmo que a taxas diferentes. O retorno ao passado, contudo, poderia haver, indo-se sempre para o futuro, se o espaço-tempo possuísse uma curvatura fechada no Universo. Assim, indo sempre para o futuro, eu poderia alcançar instantes do passado, mas, para isto, eu levaria centenas de bilhões de anos dando uma volta completa no tempo para retornar, vindo do passado, ao momento atual.

Como se eu, indo sempre para o ocidente, fizesse uma circunavegação da Terra e chegasse ao ponto de partida, vindo do oriente.

Tempo de Planck e quantum de tempo.

by Ernesto @ 15:22. Filed under Física

Dadas as constantes fundamentais, velocidade da luz no vácuo, c, constante gravitacional, G e constante de Planck, h, pode-se construir uma

grandeza com a dimensão de comprimento, ((h*G)/(2*pi*c^3))^(1/2) = 1,6 * 10^(-35) m. Este é o “Comprimento de Planck”, considerado a

unidade “natural” (isto é, fornecida pela própria natureza e não arbitrária) de comprimento. Dividindo-a pela velocidade da luz temos o

“tempo de Planck” = 5,4 * 10^(-44)s, igualmente uma unidade natural de tempo. Mas isto não tem nada a ver com o hipotético “quantum” de

tempo. Uma revisão sobre este tema pode ser vista no artigo do Farias e do Recami (da UNICAMP):

http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/9706/9706059.pdf

O Chronon

by Ernesto @ 15:22. Filed under Física

O conceito de um quantum de tempo foi proposto por Caldirola em 1980 e vale 2 x 10^-23 segundos. A física quântica e a relatividade

consideram o tempo (e o espaço) contínuos. Todavia a quantização do tempo e do espaço solucionam alguns problemas, como a decoerência

quântica. Não confundir com o “Tempo de Planck” que seria a unidade natural de tempo, equivalente aproximandamente a 10^-44 segundos.

O tempo e o seus conceitos

by Ernesto @ 15:20. Filed under Psicologia

62 Ao dizer que, matematicamente a linha do tempo não tem limites, estamos falando de abstrações, isto é, construtos mentais, como o são os

entes geométricos (e matemáticos, em geral). Podemos “conceber” um tempo contínuo e infinito em ambos os sentidos, como podemos

conceber o espaço infinito e muitas outras coisas (Deus, por exemplo). Agora, se estes conceitos, que residem no universo das idéias, têm

existência real é outra coisa. Aí é uma questão de verificação empírica (ou, indiretamente, de uma comprovação teórica com base última em

evidências observacionais). O destino final do Universo ainda é objeto de especulações, sendo a morte térmica uma das possibilidades. As

outras seriam a expansão indefinida (o grande rasgo), a contração cíclica (a grande trituração) ou a desestabilização do vácuo metastável. Veja-

se:

ht tp://en.wikipedia.org/wiki/Ultimate_fate_of_the_universe

ht tp://en.wikipedia.org/wiki/Heat_death_of_the_universe

ht tp://en.wikipedia.org/wiki/Big_Rip

ht tp://en.wikipedia.org/wiki/Big_Crunch

ht tp://en.wikipedia.org/wiki/False_vacuum

O espaço-tempo

by Ernesto @ 15:19. Filed under Cosmologia

O interessante sobre a relatividade é que ela é uma teoria que colocou o tempo em pé de igualdade com o espaço. O espaço-tempo é uma

variedade quadridimensional em que o tempo, não necessariamente, é uma das coordenadas. Ele pode estar distribuido pelas quatro. Numa

viagem sideral, por exemplo, não havendo relógio, o tempo (e o espaço) podem ser medidos pela variação do ângulo de visada de quatro

estrelas em relação a uma quinta, por meio de transformações adequadas. Assim ele está contido na medida de todos os ângulos

mencionados. Quando esses ângulos não mais se alterarem, o tempo não estará passando.

O tempo e a coordenada tempo.

by Ernesto @ 15:19. Filed under Física

O fato de não haver transcurso de tempo não significa que a dimensão tempo não exista mas apenas que a coordenada tempo de todos os

eventos permanece inalterada. Nesse caso, as demais coordenadas também. Isto não significa que a energia seja nula, mas sim que tudo esteja

no nível mínimo (que, para uma coleção de férmions, pode ser alto) de modo que nada seja capaz de excitar coisa alguma e, então, não pode

haver nenhuma alteração deste estado. A noção quântica de tempo se prende aos saltos quânticos entre estados possíveis, o que determinaria

a unidade natural de tempo quantizada, da qual não há fração. Quando se estabelece uma escala de tempo se toma um fenômeno periódico e

se fixa o seu período como a unidade (o ano, o dia). Comparando-se mutuamente essas unidades vê-se que não são fixas, isto é, os anos são

diferentes em termos dos dias ou de outros padrões, como o período dos pêndulos. Um dos padrões, base do relógio atômico, é o período de

transição entre níveis hiperfinos do átomo de césio. O padrão, por definição, é imutável. Quando ocorrer a morte térmica, se ocorrer, haveria

uma última transição atõmica e a próxima não mais ocorreria. Então, não haveria mais tempo. O tempo não é algo absoluto que corre

independente dos eventos físicos. Ele decorre deles.

O tempo e o nada

by Ernesto @ 15:19. Filed under Cosmologia

Certamente que a noção de tempo é oriunda das alterações de estado. Assim, se nada muda, no Universo inteiro, o tempo não passa. Esta é

uma das possibilidades para o fim do Universo, a morte térmica. Pode-se, no futuro, chegar-se a uma situação que todas as partículas e todos

os campos existentes no Universo atinjam um estado de energia mínima do qual não é possível mais sair. Então este estado não se modificará

e, com isso, o tempo não mais passará. Esse “fim dos tempos” será atingido assintoticamente e, pelos cálculos, poderá ocorrer dentro de uns

100 bilhões de anos. Quanto ao início dos tempos ou a inexistência do início, o mais plausível, de acordo com os dados disponíveis, é que,

realmente, tenha havido um início. Uma primeira mudança de estado a partir de um estado de “nada” total, em que não havia nada para ser

alterado e, então, não passava o tempo (e também não tinha espaço, nem vazio). O primeiro intervalo de tempo existente se deu com a

alteração entre a não existência e a existência de tudo o que há.

A percepção do tempo

by Ernesto @ 14:42. Filed under Psicologia

A postagem inicial deste tópico foi retirada por seu autor. O que ele queria saber é se há alguma diferença entre o tempo e a existência. Bom,

na minha opinião o tempo é uma entidade física independente de qualquer consciência que perceba o seu fluir. Existência, no sentido aqui

concebido, é uma percepção subjetiva do decurso do tempo para um organismo consciente. Essa percepção tem origem na própria passagem

física do tempo mas não lhe coincide. Citando meu amigo Alexandre:

“Estudos recentes mostram a existência de dois outros sistemas neurais, relativamente independentes, do processamento temporal. O

primeiro é um sistema automático do qual participa o cerebelo, opera na escala de milissegundos e se relaciona à marcação temporal de

eventos discretos (descontínuos). O segundo sistema relaciona-se a eventos contínuos, é controlado por mecanismos cognitivos e atencionais

e envolve os núcleos da base e várias áreas corticais no processamento de eventos temporais cuja escala de tempo iguala ou supera um

segundo. Observações clínicas sugerem que lesões cerebelares comprometem aspectos temporais determinantes da transição de estados

motores, enquanto lesões dos núcleos da base comprometeriam, temporalmente, a transição de estados atencionais. Esses núcleos

subcorticais parecem estar envolvidos, junto com circuitos dos córtices pré-frontal e parietal posterior, na representação cognitiva de

números, seqüências e magnitudes. Dessa forma, áreas neurais comuns participariam de tarefas cuja essência são contagem e o ordenamento,

63 seja temporal, seja numérico. Um possível papel dos núcleos da base seria o de monitorar a atividade que circula entre eles, o tálamo e o

córtex cerebral, agindo como detectores de coincidência que controlam o fluxo de informação. ”

http://www.orkut.com/CommMsgs.aspx?cmm=440666&tid=2508262451349111640&na=2&nst=43

Mutabilidade do tempo e do espaço.

by Ernesto @ 14:41. Filed under Cosmologia

infitamente se não houver conteúdo mutável para criá-los. Antes de existir o universo não existia NADA. Nem espaço vazio nem tempo. O

espaço é criado pelas coisas que lhe ocupam e o tempo por sua mutabilidade. Se tudo parasse o tempo também pararia. E se não houvesse

nada não haveria lugar vazio. Em verdade o espaço é a dimensão do único e vasto “campo” que constitui o Universo e que, aqui e acolá, se

concentra em leptons e quarks (ou super-cordas). Assim o que você chama de “existência” é justamente o tempo. O tempo flui em taxas

diversas conforme o movimento de cada coisa. E o espaço também é dinâmico. Ele se contrai, se encurva, se torce. Isso não é conjectura. É

fato observado. Inclusive o tempo e o espaço “ondulam” e essa onda de espaço-tempo são os grávitons (partícula mensageira da gravidade).

A origem do Big-bang.

by Ernesto @ 14:13. Filed under Cosmologia

Está bem estabelecido que, no início dos tempos deste Universo (que considero ser o único), havia uma intensa concentração de campo, com

uma densidade de energia extremamente grande, que iniciou uma expansão e daí se formou tudo o que existe (sim, inclusive o pensamento).

Bom… mas de onde veio essa concentração (note que não estou dizendo que seria uma singularidade de densidade infinita – tal coisa é

prevista pela Relatividade Geral, mas evitada pela Física Quântica). Há duas opções principais. Ou surgiu do nada, sem causa nenhuma ou era a

etapa final de um Universo anterior que tinha sido “implodido”. Se tal coisa se deu e se for possível fazer uma extensão da contagem do tempo

entre esses Universos então pode-se dizer que o Universo seja eterno nos dois sentidos do tempo. Nunca surgiu e nunca acabará. Mas há

quatro possibilidades. As outras três são: nunca surgiu mas acabará, surgiu e nunca acabará e surgiu e acabará. Talvez seja difícil visualizar o

fim do Universo, como a cessação da existência de tudo (matéria, campo, espaço, tempo), com todos os seus atributos (energia, momento

angular, carga elétrica, momento magnético etc). Mas isto poderia ocorrer. A cessação do tempo, por exemplo, poderia se dar pela “morte

térmica”, quando o Universo todo seria levado ao seu nível mais baixo de energia e mais alto de entropia, do qual nenhuma mudança poderia

ocorrer e, então nada vibraria e nem moveria, cessando o tempo, mas permanecendo o espaço, o campo e a matéria. Num futuro “big crunch”

poderia haver também o colapso do espaço, que deixaria de existir. Note-se que, neste Universo, o espaço é o volume ocupado por ele, não

havendo vazio externo desocupado que vá sendo ocupado pela expansão. A expansão é do próprio espaço.

Viagem ao passado

by Ernesto @ 16:29. Filed under Física

Para que possa haver uma viagem ao passado é preciso que o espaço-tempo seja encurvado de uma maneira fechada ao longo da dimensão

temporal, isto é de forma tal que, sempre indo-se ao futuro (o que não se pode nunca deixar de se fazer) chegar-se ao passado porque o

tempo segue ao longo de uma curva fechada, como se fosse uma circunavegação da Terra. Algumas soluções da Equação de Einstein levam a

esse resultado, que foi exposto por Mário Novello (meu orientdor de tese de mestrado) no seu livro “Máquina do Tempo” (Zahar). No entanto,

mesmo que não haja trituração da nave na viagem (o que ocorreria certamenteo no “tunel de verme”), pode ser que, para se ir 200 anos ao

passado tenha que se caminhar 10 bilhões de anos para o futuro. No entanto, nada impede que, atualmente, estejamos indo para o futuro e,

daqui a alguns bilhões de anos, nos encontremos em nosso passado. Isto envolve uma série de paradoxos relacionados à quebra da

causalidade que podem ser sanados pela consideração da possibilidade dos múltiplos Universos. O livro no Novello é um pouco difícil de ler

para não físicos, mas dá para encarar. A série de filmes de ficção “De volta para o futuro” de Zemeckis (com Michael Fox e Christopher Lloyd)

explora as consequências do fato de se ir ao passado e os múltiplos Universos que daí decorrem.

A gravidade e o tempo

by Ernesto @ 16:29. Filed under Filosofia

Outro fator que é capaz de reduzir a marcha do tempo é o campo gravitacional, interpretado como a curvatura do espaço-tempo na Teoria da

Relatividade Geral. Num campo gravitacional mais intenso os relógios marcham mais lentamente em relação aos que estejam fora dele. Assim

também se pode ir ao futuro, mas a intensidade de campo requerida só é encontrada em buracos negros e é tão intensa que não é possível

preservar a estrutura de qualquer corpo intacta no seu gradiente, levando à fragmentação do corpo, mesmo que ele esteja fora do “horizonte

de eventos” que é a região de não retorno do buraco negro (gradiente é a taxa espacial de variação da intensidade do campo). Quanto aos

denominados “buracos de verme” ou “Pontes de Einstein-Rosen”, evocados no filme “Contato”, baseado no romance de Carl Sagan, tratam-se

de meras conjecturas teóricas, não confirmadas por evidências observacionais (diferentemente dos buracos negros astrofísicos, mas estes não

são passagens para lugar nenhum).

O paradoxo dos gêmeos

by Ernesto @ 16:25. Filed under Filosofia

Consideremos dois gêmeos que um dia se separam. Um vai em uma viagem espacial e outro fica na Terra. Como disse no post anterior, o que

foi envelheceu menos. Ao voltar o que ficou estará mais velho. Como o movimento é relativo, para o que foi, é como se o primeiro estivesse se

64 afastando dele (depois se aproximando) e tudo seria calculado ao contrário. Então ele é que deveria voltar mais velho. Ora, ninguém pode, ao

mesmo tempo, ser mais novo e mais velho do que outro. Como resolver o paradoxo? A questão do paradoxo dos gêmeos é paradoxal

exatamente porque, do ponto de vista de cada um, o outro envelheceu menos, já que o tempo próprio é menor que o relativo e,

cinematicamente, tanto faz qual referencial se escolha como fixo. Isto, porém, só vale para velocidade constante. Se a viagem é de ida e volta,

há que haver uma aceleração para inverter a velocidade. Isto tira a simetria da questão, pois não é a mesma coisa acelerar uma nave no resto

do Universo fixo ou acelerar o resto do Universo no referencial da nave fixa. A incorporação da aceleração nas fórmulas da relatividade é

extremamente complicada, mas uma análise com o uso de diagramas de espaço-tempo pode elucidar a questão. Isto é feito muito bem no

livrinho de Relatividade Restrita do Resnick. De fato, o que ficou na Terra envelhceu mais. A conclusão é que, para se ir ao futuro é preciso se

fazer uma viagem, mas não uma viagem no tempo. Uma viagem no espaço, a uma velocidade estupidamente grande (pelo menos umas vinte

mil vezes maior que a das naves espaciais existentes hoje). Isto demandaria um consumo estúpido de energia que não é tecnologicamente

viável hoje em dia, mas poderá vir a ser, a um custo super-exorbitante).

Viagem ao futuro

by Ernesto @ 16:24. Filed under Filosofia

A questão das viagens no tempo, em verdade, não se refere propriamente a uma “viagem”. De fato todo o Universo, inclusive cada um de nós,

está sempre dirigindo-se ao futuro, que é a coleção ordenada de momentos que ainda estáo por vir. O ponto é se alguém pode se dirigir mais

rapidamente para o futuro do que outro. Sim, e isto é que significa o tempo ser relativo. Sempre se vai ao futuro mas pode-se ir a taxas

variáveis. E o que produz isto? Duas coisas: o movimento e a gravitação. Denominando-se “tempo próprio” ao tempo que se mede por um

relogio que se carrega consigo, este tem sempre a mesma marcha. Isto é, eu, em relação a mim mesmo, nunca consigo fazer o tempo passar

mais depressa ou mais devagar (isto decorre do fato de que que nunca consigo ir para longe de mim). Mas, se outra coisa (ou pessoa) se mover

em relação a mim, então, para mim, o tempo dela decorre mais lentamente, dependendo da velocidade relativa. Assim, para um afastamento

à velocidade de 80% da velocidade da luz, o tempo passa 40% mais lentamente (isto é, os intervalos de tempo que eu percebo para o viajante

são seis décimos dos que decorrem para mim). Mas estamos ambos indo ao futuro. Então, daqui a 10 anos, passados para mim, o viajante terá

envelhecido apenas 6 anos. Por isso se diz que ele foi ao futuro, pois, em 6 anos, chegou a um momento que levará 10 anos para ser

alcançado. Só que chegou neste momento em um outro lugar, pois ele estava viajando. Se ele quizer chegar nesse momento futuro, em menos

tempo, aqui mesmo a coisa complica. Explico no próximo post.

Tempo relativo

by Ernesto @ 22:16. Filed under Física

Em primeiro lugar, as equações de Lorentz, da relatividade restrita, se aplicam a sistemas que se movem, uns em relação aos outros, com

velocidade constante. Uma nave em órbita, mesmo que tenha o módulo da velocidade constante, possui aceleração centrípeta. Então a

equação não se aplica. Se ela se afastasse de nós com 95% da velocidade da luz, por quinze anos (dos nossos), então, para seus tripulantes, se

passariam quatro anos, oito meses e seis dias (use a fórmula t’=t*sqrt(1-(v/c)^2)). Roberto, você supôs que o movimento se daria rasante à

superfície. Não é o caso. Um movimento orbital (sem motor), com essa velocidade seria impossível, pois teria que se dar em um raio de 4,45

mm e num período de 93,1 ps (picosegundos), o que teria que ocorrer no núcleo interno da Terra (além do que os gradientes de velocidade e

aceleração ao longo da dimensão da nave a despedaçariam e nenhum ser vivo suportaria a aceleração de 6,45E18 m/s^2). (você pode deduzir

isto usando as equações v^2=G*M/r e v=2*pi*r/T), sendo G=6,67*10^-11 e M=5,97*10^24 no SI). O paradoxal é que, do ponto de vista dos

tripulantes (na viagem retilínea com velocidade constante) o pessoal da Terra teria vivido um ano, cinco meses e 16 dias. Este paradoxo é um

sofisma, cuja explicação pode ser encontrada no livro “Introdução à Relatividade Especial” de Robert Resnick (Polígono-USP-1971), Tópico

Suplementar B. A orígem do paradoxo se prende ao fato de, numa viagem de ida e volta, há uma inversão de velocidade no ponto de retorno,

que configura uma aceleração. Uma análise cuidadosa pode ser feita para o caso da aceleração centrípeta, mas eu ainda não a fiz e não achei

em nenhuma referência. Porque a simetria cinemática dos movimentos deixa de existir na dinâmica (cinematicamente tanto faz supor que seja

o Sol ou a Terra que gira em torno do outro, mas, dinâmicamente, não).

A entropia e o tempo

by Ernesto @ 0:22. Filed under Física

Uma carcterística fundamental do tempo é que, sendo uma coleção de momentos (como o espaço é uma coleção de lugares), esta coleção é

ordenada, isto é, dados dois momentos distintos, um deles é anterior e o outro posterior. Este ordenamento é estabelecido por uma

propriedade chamada entropia. A entropia é definida pelo logarítmo da probabilidade do estado macroscópico. O estado macroscópico é

descrito pelas variáveis globais que o caracterizam, enquanto o estado microscópico é definido pela coleção de todas as variáveis de cada

partícula constitutiva. A um dado estado macroscópico podem corresponder um número extremamente grande de estados microscópicos. A

razão do número de estados microscópicos correspondentes a um dado estado macroscópico para o número total de estados microscópicos

possíveis é a probabilidade daquele estado macroscópico. O logarítmo disto é a entropia. Pois bem, o tempo flui no sentido em que a entropia

aumenta. A evolução do estado do Universo se dá do menos provável para o mais provável.

Ausência física de tempo e espaço.

by Ernesto @ 16:37. Filed under Cosmologia, Física

Concordo inteiramente que o que não se sabe sobre cosmologia é, certamente, muito mais do que o que se sabe. Bom… isto também é

verdadeiro para qualquer ciência, mas é mais notável na cosmologia e na neurociência. A cosmologia é seara comum da Física, da Matemática

65 e da Filosofia (e da religião e mitologia, mas vou descartar estes dois, no momento, por seu caráter não científico). Os três campos devem unir

seus esforços para nos levar a aproximações cada vez maiores de uma explicação sobre a orígem, estrutura e evolução do Universo. Neste

contexto se inserem as noções de nada e infinito. Suas concepções matemáticas, como abstrações (há que se precisar o que se entende por

isto depois) não são muito difíceis de conceber. A dificuldade reside na realidade física desses conceitos. É claro que a percepção psicológica

que temos dessas entidades são calcadas em sua existência real, no mundo físico, independente de qualquer sujeito consciente. Mas a sua

ausência não se nos apresenta à observação. Não temos vivência existencial da não existência do espaço e do tempo, pois estamos inseridos

neles (caso contrário não existiríamos). Portanto só podemos ter uma idéia mental desta possibilidade. Minha mente não vê problema em

conceber a inexistência de espaço e de tempo. O “xis” da questão está em aceitar que eles não existem apriorísticamente. Isto é, não são

coisas que sempre estiveram aí e dentro das quais foi inserido o conteúdo do Universo. São entidades físicas, tão palpáveis como os campos e

as partículas (que são concentrações de campo). Elas surgiram com tudo o mais e podem deixar de existir. É possível, por exemplo, que o fim

do Universo se dê numa grande “trituração” de tudo o que existe (um “big-bang” ao inverso), em que, como num ralo, tudo o que exista seja

sugado e saia fora do domínio de existência, inclusive o espaço e o tempo, restando, simplesmente, nada. Então este Universo seria um fato

único e jamais repetido.

Inexistência do espaço e do tempo

by Ernesto @ 16:35. Filed under Física

Quero descrever uma experiência sobre o inexistência do espaço. Considere que você comprima a ponta do indicador contra a ponta do

polegar. Certamente haverá ar aprisionado entre os dedos. Suponha que todo o ar possa ser expulso. O que há entre os dedos? Nada! Nem

espaço para caber algo. Se o Universo não existisse seria assim: nada, nem espaço! E o tempo? Não havendo nada, o tempo não passa, pois só

há passagem do tempo se algo se alterar. Mas o tempo pode parar de passar mesmo que hajam coisas. Na “morte térmica do Universo”, tudo

terminaria em um estado em que todas as partículas e campos ficariam em seu nível mais baixo de energia (e aí, a entropia seria máxima).

Então não seria possível haver mais alteração em coisa alguma. A própria expansão cessaria pois ela acarreta um aumento na energia

gravitacional. Nessa situação de imobilidade total, também cessaria a passagem do tempo.

Tempo, música e literatura

by Ernesto @ 16:24. Filed under Literatura, Música

Classificando-se as artes segundo os sentidos que impressionam, a literatura e a música unem-se na categoria das que são comunicadas pela

audição, já que a escrita é uma mera representação simbólica de sons, como se fora uma gravação codificada da fala, que modernamente

ocorre em mídias óticas e magnéticas. Por outro lado, elas podem também ser classificadas, conjuntamente, em artes cujo objeto se

desenvolve no tempo, em oposição às artes plásticas, em que o objeto se desenvolve no espaço. A escrita ideográfica, em que os signos não

representam fonemas mas conceitos, também só pode ser interpretada na seqüência temporal dos ideogramas, que não são contemplados

simultaneamente, no seu todo, como numa pintura. Vê-se deste modo, que, na própria sistematização que a estética faz das belas artes,

música e literatura ocupam células vizinhas do esquema, estando, portanto, unidas por um ponto de vista estrutural. Em que pese a existência

da poesia concreta, na qual a expressão artística do poema se manifesta, inclusive, pelo aspecto pictórico, normalmente a poesia é feita para

ser declamada (ou cantada, se for a letra de uma música). Então é uma arte que se desenvolve no tempo. A apreensão mental do conteúdo da

música e da poesia é feita pela parte do cérebro ligada à audição e sua memorização se dá de uma forma sequencial, isto é, ordenada no

tempo e não numa totalidade simultânea, como ocorre com a memorização de uma gravura.

Tempo físico e tempo psicológico

by Ernesto @ 16:23. Filed under Cosmologia, Física

Os seres vivos possuem um modo interno de perceber a passagem do tempo e desencadear vários comportamentos, como o ciclo sazonal das

plantas e de animais, ou mesmo, os ciclos circadianos de sono e vigília, por exemplo. No caso dos seres conscientes, como os animais

superiores (ou dispositivos artificiais que venham a possuí-la) há um outro fator que é a percepção mental interna da passagem do tempo. Essa

percepção nem sempre é coincidente com a marcha física do tempo. Isto pode variar de pessoa para pessoa, em função da idade, do estado de

espírito ou por ação de drogas. Em geral, à medida que se envelhece, cada ano é uma fração menor da existência, por isso parece um intervalo

menor. Outro fator que faz o tempo parecer passar mais depressa é a monotonia. Quanto mais variada for a vivência cotidiana da pessoa mais

parece que o tempo demora a passar. Atividades desagradáveis sempre parecem demorar mais que as agradáveis. Mas, tirando essas

condições, é notável como a mente tem um cronômetro interno razoavelmente bem calibrado, o que pode ser observado pelo fato comum de

pessoas que sempre precisam acordar a uma certa hora, em geral, despertam poucos minutos antes do despertador tocar e o desligam. Este é

um aspecto que tenho interesse em aprofundar.

A relatividade do tempo

by Ernesto @ 16:23. Filed under Cosmologia, Física

Pode parecer que o tempo, assim definido, é algo que flui de modo homogêneo em todo o Universo, como supunha Newton. Mas não. Para

cada um, o tempo flui com a velocidade “1″, isto é, 1 minuto por minuto, 1 hora por hora, 1 dia por dia. Mas, comparando os fluxos de um

lugar com outro, pode não ser “1″. Assim, em outra galáxia, que tenha certa velocidade em relação à nossa, o tempo lá pode passar à razão de

50 minutos por hora em relação a nós, isto é, a cada hora nossa passam 50 minutos lá. Isto é a relatividade do tempo. É claro que estou

falando de relógios que medem o tempo com a mesma unidade. Eles lá, para si mesmos, medem o fluxo normal de 60 minutos por hora. É o

chamado “tempo próprio”. Isto foi descoberto por Einstein e já foi confirmado por experiências com o decaimento radioativo dos mésons

66 “mü”, provenientes de raios cósmicos na alta atmosfera e outros experimentos. Existem fórmulas para calcular isto. A intensidade do campo

gravitacional no local também altera a marcha dos relógios (e de tudo o mais, como o crescimento dos pelos da barba, por exemplo). Portanto,

no Universo, o tempo é realmente algo determinado pelas condições locais da densidade de matéria e do seu movimento e não uma coisa que

existe independentemente. Isto também ocorre com as distâncias. Em suma, o espaço e o tempo não são como um palco no qual os

personagens representam a peça. Eles também são personagens da peça.

A medida do tempo

by Ernesto @ 16:22. Filed under Cosmologia, Física

Se o tempo flui, é possível medí-lo, isto é, dizer o quanto de tempo se passou entre dois dados momentos (momento ou instante, no tempo, é

como o ponto na reta, enquanto duração ou intervalo e como o comprimento do segmento de reta, que é o pedaço de reta existente entre

dois pontos distintos, pertencentes a ela). Medir é comparar grandezas de mesma espécie, dizendo o quanto uma contém da outra. Para medir

intervalos de tempo há que se tomar um deles como termo de comparação, denominado “unidade de tempo”. Uma propriedade a ser exigida

da unidade é a sua reproduzibilidade, isto é, deve-se poder sempre obtê-la novamente com a mesma grandeza. Para o tempo isto é um

problema pois é impossível, uma vez decorrido certo intervalo, voltar atrás para conferir se um outro intervalo é igual a ele. Então é preciso

considerar que o novo intervalo seja igual, por definição, sem conferir. Para isto são usados fenômenos ditos periódicos, isto é, que voltam

sempre a se repetir. Por exemplo, os dias, o ano, as batidas do coração ou o balançar de um pêndulo. Se se vai medir um tempo em dias, tem-

se que supor que todos os dias são iguais. Não há como medir a duração de hoje comparando-a com a de ontem, pois ontem não volta mais.

Pode-se comparar os dias com as oscilações de certo pêndulo e ver se conferem, mas aí tem-se que supor que as oscilações sempre levam o

mesmo tempo. Por comparações desse tipo, entre diversas possíveis unidades de tempo, viu-se que os dias não são todos iguais, que os anos

também não são, que os pêndulos podem variar. Bom, até o momento, o que se supõe que seja mais regurar e reprodutível é o período de

oscilação da luz de uma cor exatamente bem definida. Usa-se a luz emitida pelo decaimento do átomo de césio (o isótopo 133), entre os dois

níveis hiperfinos de seu estado fundamental. Como este é um tempo muito pequeno, fixou-se como unidade o segundo, que é um tempo

9.192.631.770 vezes maior. Daí se constrói o relógio atômico, a partir do qual os outros relógios são aferidos.

A quantização do tempo

by Ernesto @ 16:22. Filed under Cosmologia, Física

Outra coisa interessante é se o fluxo do tempo é contínuo ou discreto (isto é, se se dá por saltos). Imagine que, no Universo inteiro, cessassem

todas as alterações, todo o movimento. O estado do Universo permaneceria inalterado. Elétrons não girariam em torno dos núcleos, a luz

cessaria de se propagar, os astros interromperiam seus movimentos orbitais, objetos estacionariam a sua queda, corações não bateriam, os

pensamentos ficariam suspensos. Então não haveria passagem do tempo. Como se fosse um filme cuja projeção se interrompesse. Assim que

tudo voltasse a prosseguir, o fluxo do tempo seria restaurado e aquela interrupção não poderia ser detectada absolutamente por nada. Quem

sabe isso já não ocorreu um sem número de vezes desde que você iniciou esta leitura. A quantização do tempo é, pois, uma coisa que, exista

ou não, não faz diferença. A Teoria da Relatividade e a Mecânica Quântica supõem o tempo contínuo. Mas não uniforme e absoluto.

O sentido do fluxo do tempo

by Ernesto @ 16:21. Filed under Cosmologia, Física

Uma carcterística fundamental do tempo é que, sendo uma coleção de momentos (como o espaço é uma coleção de lugares), esta coleção é

ordenada, isto é, dados dois momentos distintos, um deles é anterior e o outro posterior. Este ordenamento é estabelecido por uma

propriedade chamada entropia. A entropia é definida pelo logarítmo da probabilidade do estado macroscópico. O estado macroscópico é

descrito pelas variáveis globais que o caracterizam, enquanto o estado microscópico é definido pela coleção de todas as variáveis de cada

partícula constitutiva. A um dado estado macroscópico podem corresponder um número extremamente grande de estados microscópicos. A

razão do número de estados microscópicos correspondentes a um dado estado macroscópico para o número total de estados microscópicos

possíveis é a probabilidade daquele estado macroscópico. O logarítmo disto é a entropia. Pois bem, o tempo flui no sentido em que a entropia

aumenta. A evolução do estado do Universo se dá do menos provável para o mais provável.

A gênese do espaço e do tempo

by Ernesto @ 15:54. Filed under Cosmologia

Se no Universo só houvesse uma única partícula, todo o espaço seria apenas esta partícula. E como ela seria necessariamente imóvel (pois

movimento é uma mudança de posição relativa e não haveria outra coisa em relação à qual a posição da partícula pudesse mudar). Além disso,

partícula, por definição, não possui estrutura, de modo que não pode se deformar nem girar. Então nada se alteraria. Havendo uma segunda

partícula, tudo muda de figura. Elas podem se aproximar ou se afastar. Pode haver, pois, mudança na configuração e no estado do Universo,

isto é, as duas partículas. Surge aí o espaço e o tempo, pois podem existir localizações variadas para uma partícula em relação à outra e,

havendo alteração, podem-se caracterizar momentos como a propriedade que indica cada diferente situação. O fundamental disso tudo é que

o espaço e o tempo não precedem o conteúdo do Universo mas surgem com ele, em razão da dinâmica do seu estado (entende-se por

configuração a disposição dos elementos de um sistema e por estado o modo pelo qual esta configuração se estabelece, isto é, a condição de

sua evolução). Outra descrição, mais correta, é feita, não em termos de partículas, mas do campo. Enquanto o campo do Universo todo é

inteiramente homogêneo e imutável, o tempo não passa. Uma vez que ocorram alterações em sua densidade, podem-se caracterizar estados

distintos, isto é, há mudança (ou movimento, no sentido mais amplo do termo) e, logo, momentos, isto é, tempo. No Universo real, na

67 verdade, desde sua formação, miríades de concentrações e rarefações se formaram, modificando-se, surgindo o espaço como a coleção de

todos os lugares preenchidos pelo campo e o tempo, como a coleção d

O Espaço e o Tempo

by Ernesto @ 18:12. Filed under Física

Em primeiro lugar é preciso entender que o espaço e o tempo não são elementos aprioristicamente estabelecidos sobre os quais se assenta o

conteúdo substancial do Universo, que são os campos e suas concentrações (a matéria). Se o Universo teve um começo (pode ser que não, isto

é, que sempre existiu), então, neste começo também se deu o surgimento do tempo e do espaço com o seu conteúdo (isto é, tudo!). Não há

sentido em se questionar o que havia antes porque, simplesmente, não havia “antes”. O tempo não existia (nem o espaço). Não existe espaço

sem conteúdo e nem tempo sem movimento. Espaço é uma capacidade de caber algo, isto é, o conjunto dos lugares possíveis para algo estar.

Vácuo é um espaço sem matéria, preenchido só por campos. Isto existe. Mas vazio, isto é, um espaço sem coisa alguma, não existe no

Universo. O conceito físico de “nada” é o da ausência de tudo, inclusive de espaço e tempo. Antes de existir o Universo não existia nada. Só

para ficar claro, o conteúdo do Universo é o “campo”, uma entidade cujas concentrações constituem as sub-partículas formadoras da matéria

e cujas alterações promovem as interações entre as partículas, responsáveis por tudo o que ocorre (inclusive o pensamento). O campo (e a

matéria) possuem atributos, como energia (ou massa, outra maneira de concebê-la nas concentrações), carga, movimento, rotação, torção e

outras. Na concepção fisicalista e reducionista (que advogo), não se faz necessária a interveniência de qualquer tipo de entidade extrínseca ao

Universo físico (algo como espírito) para explicar seu surgimento, sua evolução e sua estrutura (nela incluída a estrutura da mente e o

psiquismo).

O tempo e a poesia da ciência

by Ernesto @ 18:12. Filed under Ciências

Richard Dawkins, em sua brilhante obra “Desvendando o arco-íris” comenta que o poeta inglês Keats havia dito que Newton tirara toda a

poesia do arco-íris, ao decompô-lo em suas cores primárias pelo prisma. Ao se iniciar a corrida espacial, no carnaval de 1961, Ângela Maria

estourou com a marchinha “A Lua é dos Namorados”, de Armando Cavalcanti. Em geral há um sentimento de que a ciência tira a poesia do

mundo ao explicá-lo. Nada mais incorreto. Pelo contrário (e o livro de Dawkins exatamente se dedica a demonstrar isto), o entendimento mais

profundo dos maravilhosos mecanismos da natureza é que nos enche de deslumbramento e, mesmo, de um sentimento de enlevo, ao nos

percebermos partícipes desta exuberância que é o Cosmos. E, nisso tudo, está o tempo. Estamos inseridos nele, como tudo o mais. Há uma

imbrincação impossível de ser demolida entre tempo, espaço, matéria, energia, existência, vida e consciência e, em decorrência, tudo o que é

produzido pelo pensar e fazer humanos, como a poesia e a música em especial, que são as artes cujo objeto se desenvolve no tempo e não no

espaço. Assim, um entendimento dos fundamentos físicos do tempo talvez nos faça poder apreciar ainda mais a beleza de tudo o que a

literatura já produziu sobre o tema. É o que intento desenvolver em sequência, num linguajar que acredito acessível ao não especialista.

O tempo e o nada

by Ernesto @ 13:53. Filed under Filosofia

Muito bem posto o conceito de “NADA” no site do genismo. Sem dúvida a grande dificuldade em todas as teorias para a orígem do Universo é

que elas pressupõe (como no Big-Bang) que tudo surgiu a partir de algo pré-existente, mesmo que esse algo seja um vácuo quântico. E que,

neste algo, também já existiam as leis físicas (englobando aí os valores das constantes fundamentais). Mesmo que o tempo só tenha passado a

existir a partir da alterção inicial do estado desse algo inicial (pois o tempo não existe se não existem mudanças) é preciso perceber que a Física

não consegue explicar a primeira mudança, que deu origem a tudo, que é a passagem do NADA, para o estado de existência desse algo do qual

surgiu o Universo. Pois nessa passagem surgiu, junto com o tempo, a própria Física. Há, contudo, grande resistência mental em se dar esse

salto conceitual, que altera radicalmente a “visão de mundo” da pessoa. Por isso digo que todo filósofo tem que entender de Física. Senão ele

não consegue admitir a possibilidade de evento (e não efeito) SEM CAUSA, do qual o maior é a própria orígem do Universo. Sobre a distinção

entre vácuo, vazio e nada, veja o artigo “Nada” que escreví para a Wikipedia em português.

Matéria, espaço e tempo

by Ernesto @ 10:52. Filed under Cosmologia

Os bósons e os férmions são os dois tipos de partículas existentes na natureza. Enquanto os bósons têm spin inteiro, os férmions têm spin

semi-inteiro. Os férmions obedecem ao Princípio de Exclusão de Pauli, segundo o qual, em um sistema, duas partículas não podem ocupar o

mesmo estado quântico, o que não ocorre com os bósons. Os férmions são as partículas constituintes da matéria (quarks e léptons) e os

bósons são os mensageiros das interações (glúons, fótons, grávitons etc). Os quarks formam os prótons, os nêutrons e os mésons e os léptons

são os elétrons, muons e seus neutrinos. O Universo é constituido dessas partículas e dos campos estáticos que preenchem o espaço

(eletromagnético, gravitacional). O espaço e o tempo existem em função do conteúdo que os preenche. Não existe espaço vazio (não

confundir com vácuo) e nem exite tempo sem movimento (no sentido amplo, de modificação). Se o Universo teve uma origem, antes dela não

havia tempo (e, por conseguinte, não havia “antes”) e nem espaço. Só NADA, isto é, coisa alguma, nem matéria, nem campo, nem espaço

vazio, nem tempo. Não existe nada fora do espaço. Quanto a “quem” colocou a singularidade inicial da qual surgiu o Universo, em primeiro

lugar, a palavra “quem” significa, “qual pessoa”. Pode não ser pessoa, isto é, uma entidade com inteligência e personalidade. Em segundo lugar

não precisa se considerar que a existência dessa semente de tudo tenha que ter uma causa. Ela poderia já estar lá quando o tempo começou e,

como não havia tempo anterior, não se pode dizer que ela sempre esteve lá, pois não havia “sempre”. Simplesmente, quanto o tempo

começou (isto é, quando surgiu a primeira alteração) aquilo já estava lá (e este “lá” também deve ser entendido que não é um lugar, pois antes

68 de existir espaço não existia “lugar”. Mas nada impede que a primeira mudança, que fez surgir o tempo, foi justamente o surgimento de todo o

conteúdo do Universo, em um único ponto, expontâneamente. A suposição de que o Universo inteiro tenha uma origem expontânea,

incausada, é mais simples do que a de que uma entidade extrínseca ao Universo tenha sido a sua causa. Os problemas que daí advém são mais

difíceis de ser contornados. “Qual a natureza dessa entidade?”, “Se ela não é física, como pode produzir efeitos físicos?”, “Se tudo tem que ter

uma causa, qual a causa dessa entidade?” Assim, não vejo que o descarte da existência de toda realidade que não seja natural seja mais

problemático do que a consideração de sua existência, mesmo que isso leve a considerar que o surgimento do Universo não tenha causa. O

mundo dos espíritos, pois, não é necessário para a explicação de nada. Mas não digo que não exista. O que eu digo é que não há evidência nem

prova nenhuma de que existam espíritos (deuses, anjos, demônios, gênios, almas) e, logo, até que alguma prova ou evidência surja, considero

que não existem.

A eternidade do Nada

by Ernesto @ 10:34. Filed under Cosmologia, Filosofia

Se algo surgiu do nada, o nada sempre existiu. Veja-se o verbete (de minha autoria) Nada na Wikipedia. Certamente, não havendo nada,

também não há a passagem do tempo e nenhuma eternidade. O próprio tempo (e o espaço) surgiram com o surgimento do Universo. O

espaço e o tempo não são perenes e imutáveis. Não existe um espaço vazio e um tempo que corre infitamente se não houver conteúdo

mutável para criá-los. Antes de existir o universo não existia NADA. Nem espaço vazio nem tempo. O espaço é criado pelas coisas que lhe

ocupam e o tempo por sua mutabilidade. Se tudo parasse o tempo também pararia. E se não houvesse nada não haveria lugar vazio. Em

verdade o espaço é a dimensão do único e vasto “campo” que constitui o Universo e que, aqui e acolá, se concentra em leptons e quarks (ou

super-cordas). O tempo flui em taxas diversas conforme o movimento de cada coisa. E o espaço também é dinâmico. Ele se contrai, se encurva,

se torce. Isso não é conjectura. É fato observado. Inclusive o tempo e o espaço “ondulam” e essa onda de espaço-tempo são os grávitons

(partícula mensageira da gravidade).

Por outro lado há cosmologias alternativas ao “Big-Bang” que supõem que o Universo sempre existiu. Fred Hoyle propôs o modelo do estado

estacionário, em que há criação contínua.

Medida do Tempo

by Ernesto @ 22:08. Filed under Física

O fato do tempo ser certo ou não refere-se à exatidão de uma dada medida de tempo. O tempo é definido a partir de eventos repetitivos que

são supostos periódicos por definição. Assim ao se usar a rotação ou a revolução da Terra como unidades de tempo, considera-se que são

imutáveis. Cotejando-se uns com outros vários movimentos periódicos, vê-se que não têm todos períodos constantes. Então é preciso fixar-se

um como padrão. A definição atual é:

“Segundo é a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado

fundamental do isótopo 133 do átomo de césio”. Um relógio de césio tem a incerteza de um segundo a cada 1.400.000 anos. Esta é a máxima

precisão em medidas de tempo, mas não é exata

Tempo físico e psicológico

by Ernesto @ 22:05. Filed under Física

O tempo existe fisicamente, independente de sua percepção psicológica por humanos ou outros seres conscientes. Mas esta percepção

constrói uma medida de intervalos distinta da física. Daí falar-se de tempo físico e psicológico. Por definição o Universo (“Omnis versus” = tudo

o que existe em todas as direções) é um sistema isolado. Poderiam haver outros universos disjuntos deste (e então haveria um “Universo dos

Universos”). Certamente, na morte térmica final do Universo, quando a entropia parar de crescer e tudo estiver congelado no nível mais baixo

de energia, o tempo não mais passará. O tempo não pré-existe ao movimento. Movimento significa mudança de lugar. Lugar é posição no

espaço. Posição é localização relativa de partículas. Se o universo tivesse só uma partícula não haveria espaço nem tempo. Assim era antes do

Big-bang. No big bang surgiu o espaço e o tempo porque os fragmentos do Universo passaram a se mover. A entropia não deve ser confundida

com a energia nem a entalpia. A energia é conservada a entropia não. A entalpia é a energia interna somada ao produto da pressão pelo

volume de um sistema em equilíbrio termodinâmico. Como as reações químicas geralmente se dão pressão constante, a variação da entalpia

equivale ao calor, fato usado na química. A velocidade da Terra e da Lua em relação ao Sol, ao centro da Galáxia e ao conjunto das Galáxias é

praticamente a mesma não causando diferança relativistica. Em relação ao Sol a Terra e a Lua movem-se como dois carros em um autódromo,

a cada mês um ultrapassando o outro por fora. Assim ora a Lua é mais rápida, ora a Terra. À velocidade da luz não há passagem do tempo,

então não se vai ao futuro. É sempre presente. A relatividade restrita não permite volta ao passado mas pode-se ir ao futuro (como sempre se

vai) a ritmos diferentes, dependendo da velocidade relativa. Assim se você for num ritmo mais lento e o resto não, você chegará ao futuro em

menos tempo do que os que ficaram.

O que é o tempo

by Ernesto @ 21:44. Filed under Cosmologia, Filosofia, Física

Fisicamente o tempo é uma grandeza que decorre do movimento (num sentido amplo, isto é, mudança). Se tudo fosse imutável não haveria

decurso de tempo. Havendo mudança pode-se estabelecer uma ordem entre o depois e o antes. Entre dois dados eventos pode-se achar

algum posterior ao primeiro e anterior ao segundo. Assim vão se subdividindo os intervalos. Comparando-se uns com os outros pode-se

estabelecer uma relação de igualdade e, definir-se uma unidade de medida. Assim para cada um, o tempo corre à velocidade de 1 (hum,

adimensional): um segundo por segundo, uma hora por hora. Mas uns em relação aos outros podem medir velocidades de tempo diferentes

69 de 1. Assim uma hora para mim leva meia hora para outro que se move em relação a mim. É a relatividade. A termodinâmica estabelece o

sentido do tempo dado pelo aumento da entropia. Dadas duas situações de um sistema isolado, a posterior é a que tem maior entropia. O

interessante é que o próprio tempo (e o espaço) só passaram a existir quando o Universo começou. Antes disso não havia nem tempo nem

espaço (nem vazio).

A expansão do Universo

by Ernesto @ 21:13. Filed under Cosmologia

Certamente o espaço e o tempo estão em expansão. Mas o tempo sempre está em expansão, mesmo que o espaço não esteja. A expansão do

espaço significa que cada partícula do Universo se afasta inexoravelmente uma da outra. Isso só é perceptivel a grandes distâncias (entre

galáxias). A velocidade de afastamento é proporcional à separação. A questão sobre a finitude ou infinitude do Universo ainda não está

fechada mas tudo leva na direção da infinitude. O fator determinante é a densidade do conteúdo de matéria e energia. Acima de um certo

valor crítico ele determinaria a desaceleração da expansão e uma posterior contração. Caso contrário a expansão não teria limite. Os valores

observacionais possuem um erro cujos limites inferior e superior se colocam acima e abaixo desse valor crítico. A matéria escura está presente

e traz uma grande incerteza. Quanto ao que surgiu primeiro a resposta é que surgiram juntos. O espaço e o tempo existem vinculados ao

conteúdo material e energético. Em verdade o conteúdo do Universo é apenas campos que, concentrados aquí e acolá fazem existir a matéria

(os quarks, os leptons e os bósons). A energia desses campos (expressa, às vezes, como massa de repouso) cria a curvatura do espaço-tempo

que dá as geodésicas do movimento gravitacional e, portanto, as soluções das equações de Einstein que levam à observada expansão.