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Talvez as leis da natureza não possam ser explicadas, diz astrofísico israelo-americano



POR SALVADOR NOGUEIRA
Conforme avançamos na compreensão científica do Universo, temos cada vez mais esperança de entender exatamente o que levou à existência dele e, em última análise, à nossa. Mas isso pode muito bem ser uma missão impossível, segundo o astrofísico israelo-americano Mario Livio.

“Teremos de admitir que talvez nem todas as coisas que chamamos de leis da natureza podem ser explicadas a partir de princípios fundamentais”, disse Livio ao Mensageiro Sideral.

O pesquisador passou boa parte de sua carreira se dedicando ao estudo da energia escura no STScI (Instituto de Ciência do Telescópio Espacial), organização que gerencia a operação do Hubble, nos EUA, e acaba de publicar seu livro mais recente no Brasil.

Chamado “Tolices Brilhantes”, ele aborda cinco grandes erros cometidos por cientistas geniais — Charles Darwin, lorde Kelvin, Linus Pauling, Fred Hoyle e Albert Einstein — e, com isso, tenta mostrar como o progresso da ciência não é aquela linha reta e certeira que costuma ser apresentada, mas um caminho sinuoso, cheio de armadilhas e becos sem saída.

A despeito dos avanços notáveis para explicar os alicerces do Universo, os físicos ainda enfrentam uma barreira fundamental: suas duas teorias-mestras, a relatividade geral e a mecânica quântica, não se bicam. A primeira explica a gravidade, a segunda as outras forças e partículas da natureza, e ambas são extremamente confiáveis, testadas e retestadas em inúmeros experimentos e observações.

Contudo, quando as duas precisam ser combinadas para resolver um problema físico, produzem resultados inconsistentes. Em geral, isso não produz grandes crises, porque as forças quânticas só operam nas menores escalas, e a gravidade só se faz sentir nas maiores. Ou seja, as duas não costumam se encontrar. Mas há exceções. E elas são dramáticas: o interior dos buracos negros e o próprio Big Bang, o grande evento que deu origem ao nosso Universo, há 13,8 bilhões de anos.

A única esperança de jogar luz sobre a raiz desses fenômenos é combinar efetivamente a relatividade geral e a mecânica quântica, e a teoria mais promissora no momento para realizar esse casamento improvável é a teoria das supercordas. É a noção de que o Universo na verdade tem várias dimensões espaciais além das três tradicionais e toda a matéria e energia do cosmos é composta por minúsculas cordas vibratórias nesse espaço-tempo multidimensional.

É uma ideia muito louca e, o que a torna a situação ainda mais mais tensa é que ninguém sabe no momento como testá-la experimentalmente. É o cenário perfeito para mais uma “tolice brilhante”, como as descritas no livro de Livio.

“Oh, tenho certeza de que teremos muitas tolices brilhantes [no futuro]”, diz o astrofísico. “Quer dizer, a teoria inteira das cordas pode acabar sendo uma tolice brilhante. Não há dúvida de que é brilhante, que introduziu fantástica matemática nova, um conjunto inteiro de conceitos maravilhosos, mas a teoria pode acabar não explicando, no fim do dia, a unificação da relatividade geral com a mecânica quântica, então, aquela teoria inteira pode acabar sendo uma tolice brilhante.”

Claro que ninguém está disposto a desistir. Mas Livio admite que talvez as propriedades fundamentais do Universo — as leis físicas que o regem, que viabilizam nossa existência e que são descritas por nossas teorias — não possam ser deduzidas a partir de princípios fundamentais.

A rigor, já aconteceu antes. “Sabe, algumas centenas de anos atrás, Kepler pensou que o número de planetas no Sistema Solar tinha de ser explicado por princípios fundamentais. E agora, claro, nós sabemos agora que isso é um acidente — quantos planetas há num sistema”, diz Livio.

“Então, talvez descubramos que algumas dessas coisas são variáveis acidentais e não coisas que venham de princípios fundamentais. Mas, sabe, ainda temos um bom caminho a trilhar. Espero que encontremos meio de gerar algumas predições.”

Confira a seguir a entrevista completa (legendada) em que Livio fala sobre isso e discute um a um os grandes erros listados em seu livro “Tolices Brilhantes”. E, logo abaixo, a resenha do Mensageiro Sideral sobre a obra, publicada no último domingo na Folha.

Abaixo, a resenha do Mensageiro Sideral sobre a obra, publicada no último domingo na Folha.

Astrofísico lista em livro erros geniais de grandes cientistas

Ideias científicas revolucionárias carregam sempre consigo uma grande dose de risco. Afinal, se são revolucionárias, ninguém as teve antes. Se ninguém as teve, ninguém as testou. E se ninguém as testou, há boa chance de que estejam erradas.

Por isso admiramos os grandes cientistas, aqueles que promoveram saltos no modo de entendermos o mundo. Quando eles acertam em cheio em grandes alvos, tendemos a desprezar seus erros. Cria-se o mito de que grandes mentes não cometem enganos.

Para desmanchar essa impressão, o astrofísico israelo-americano Mario Livio escreveu “Tolices Brilhantes” (350 págs., R$ 52,90, Editora Record), um livro que aborda grandes erros cometidos por grandes cientistas.



Conhecido por seu trabalho de décadas no Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI), em Baltimore (EUA), Livio coleciona em seu livro uma lista de exemplos de respeito: Charles Darwin, lorde Kelvin, Linus Pauling, Fred Hoyle e Albert Einstein.

Alguns, naturalmente, são mais conhecidos que outros, mas todos são tidos universalmente como grandes gênios da ciência. E todos tiveram um casca de banana para chamar de sua.

“É reconfortante para o resto de nós saber que até as maiores mentes cometem erros sérios”, disse Livio à Folha, mencionando uma das razões para ter escolhido este tema para o livro.

Ele admite, contudo, que há uma motivação mais profunda.

“O modo como o progresso na ciência e, de fato, nos empreendimentos mais criativos, é descrito quando você aprende sobre ele na escola, na universidade e na imprensa, é sempre como se fosse um tipo de caminho direto, uma marcha para a verdade, de A até B. E qualquer um que já tenha se engajado nesses empreendimentos sabe que nada poderia estar mais longe da verdade.”

Ao enfatizar que, mesmo para os mais bem-sucedidos pesquisadores, esse caminho é tortuoso, Livio espera levar ao público uma visão mais madura de como o edifício da ciência é construído.

“Ela progride em um caminho de zigue-zague”, diz. “Nós temos muitos falsos inícios e muitos becos sem saída. Em muitas ocasiões você precisa retornar ao ponto de partida e assim por diante.”

ERROS GENIAIS

O pesquisador enfatiza –e fica claro no livro– que a intenção jamais foi denegrir a imagem desses cientistas, e sim mostrar o processo natural de progresso científico.

“Você vai notar que meu livro é chamado ‘Tolices Brilhantes’. Não é chamado ‘Tolices Toscas'”, brinca Livio.

“Esses não são erros que as pessoas cometeram porque foram descuidadas. Todos esses enganos foram feitos com reflexão cuidadosa sobre eles, e todos os erros que eu descrevo no livro no fim das contas levaram de fato a avanços.”

Ao eleger seus cinco “alvos”, Livio se preocupou em não recuar demais no tempo, limitando-se a meados do século 19, e em escolher de fato grandes cientistas (“e não só, sabe, cientistas OK”).

Além disso, o leitor há de perceber que há um fio da meada que conecta os escolhidos. “É a palavra ‘evolução'”, explicita o autor. “Evolução da vida na Terra, evolução da própria Terra, evolução das estrelas e evolução do Universo como um todo.”

NOVAS PERSPECTIVAS

Para quem é menos familiarizado com a história da ciência, talvez os nomes de Kelvin e Hoyle soem menos familiares do que os os outros três. Com efeito, esses dois, a despeito de suas realizações notáveis, são mais lembrados por seus erros do que por seus acertos.

Em ambos os casos, Livio promove um salutar esforço de reabilitação. Embora Kelvin estivesse fundamentalmente errado em sua estimativa da idade da Terra, feita no final do século 19, ela foi a primeira tentativa séria –e baseada em física fundamental– de calcular em que época nosso planeta se formou. Um primeiro passo essencial para abrir essa discussão.

No caso de Hoyle, a situação era ainda mais grave. Sua teoria do estado estacionário –formulada de modo a eliminar o Big Bang e manter o Universo mais ou menos igual ao longo de toda a eternidade– era brilhante de fato.

Infelizmente, calhou de estar errada. E quando as evidências penderam para o lado do Big Bang, Hoyle não soube degluti-las.

“Embora [Kelvin e Hoyle] fossem realmente geniais, não há dúvida disso, eles teimosamente continuavam a se apegar às suas coisas que eram erros”, diz Livio.

Ele contrapõe o caso dos dois ao de Linus Pauling, o químico brilhante que decifrou, usando apenas conhecimento teórico e muito pouca informação de observações, a estrutura básica das proteínas.

Quando Pauling tentou aplicar o mesmo método para decifrar a estrutura do DNA, fracassou, dando espaço para James Watson e Francis Crick apresentarem a estrutura correta, em 1953.

“Pauling percebeu que estava errado, reconheceu isso poucos meses depois e admitiu que o modelo de Watson e Crick era melhor, e assim por diante”, diz Livio.

“Lorde Kelvin não aceitou até o dia de sua morte que não estava errado em nada, e Fred Hoyle continuou a acreditar em uma forma ou outra do Universo em estado estacionário também até o dia em que morreu.”

O TOPO DA LISTA

As vedetes do livro, naturalmente, são Darwin e Einstein –indiscutivelmente os dois cientistas mais influentes dos últimos 200 anos.

No caso do primeiro, Livio atribui a ele a dificuldade de perceber uma inconsistência interna em seu próprio trabalho, ao adotar, no bojo da teoria da evolução por seleção natural, um mecanismo de hereditariedade “por mistura”, então vigente na época, mas completamente inconsistente com sua própria teoria.

O problema perseguiria Darwin pelos anos seguinte e só seria resolvido quando os trabalhos de Gregor Mendel fossem descobertos, fornecendo pistas do real mecanismo de hereditariedade –este totalmente compatível com a evolução darwiniana.

Já com Einstein, o caso é bastante conhecido: a famosa constante cosmológica, que ele introduziu às equações da relatividade geral em 1917 por razões puramente ideológicas –para manter o Universo estático.

Depois que Edwin Hubble provou que o cosmos estava em expansão, Einstein abandonou a constante cosmológica, e a rotulou como um grande erro de sua carreira.

Livio, contudo, dá um giro de 180 graus e sugere que o erro de Einstein não foi ter incluído a constante cosmológica, e sim tê-la retirado, depois de tê-la criado.

Hoje, ela é usada rotineiramente para representar a energia escura, uma misteriosa força que acelera a expansão do Universo e foi descoberta em 1998.

Com uma prosa agradável e grandes sacadas, Livio conduz o leitor de forma suave por biologia, geofísica, astrofísica e cosmologia, mostrando as interconexões entre os saberes científicos e a unicidade do mecanismo que permite o progressivo caminhar da ciência –permeado de erros de percurso que, longe de embaraçar, são a chave para que se possa aprender cada vez mais.

Grandes cientistas, erros homéricos
Livro do astrofísico israelo-americano Mario Livio retrata como, a despeito de sua genialidade, heróis da ciência podem cometer grandes equívocos

CHARLES DARWIN (1809-1882)
Ilustração Carolina Daffara/Editoria de Arte/Folhapress

O GRANDE SUCESSO: Pai da evolução das espécies por seleção natural, Darwin produziu possivelmente a teoria científica mais influente e bombástica da história da ciência.

O ERRO: Ao construir sua teoria, Darwin não notou que o modelo de hereditariedade de características então em voga, usado por ele mesmo em sua obra, era completamente inconsistente com a ideia central de sua teoria.

A CORREÇÃO: Ela já existia na época de Darwin, mas não era conhecida por ele: os estudos genéticos de hereditariedade feitos por Gregor Mendel.


LORDE KELVIN (1824-1907)
Ilustração Carolina Daffara/Editoria de Arte/Folhapress

O GRANDE SUCESSO: Gênio inconteste e grande pesquisador da termodinâmica, Kelvin era conhecido por sua incrível capacidade de cálculo e foi o primeiro a produzir uma estimativa física da idade da Terra, com base no tempo que ela levaria para se resfriar.

O ERRO: O número a que ele chegou foi de 20 milhões a 100 milhões de anos _muito menos que o real, 4,5 bilhões de anos. Kelvin foi incapaz de admitir que incompreensões sobre a dinâmica interna da Terra podiam levar a uma margem de erro imensa.

A CORREÇÃO: A descoberta da radioatividade e, sobretudo, dos movimentos de convecção no interior da Terra permitiriam explicar por que Kelvin havia errado em seus cálculos.


LINUS PAULING (1901-1994)
Ilustração Carolina Daffara/Editoria de Arte/Folhapress

O GRANDE SUCESSO: Químico brilhante, ganhador de dois Nobel, Pauling havia conseguido decifrar, com base apenas nas propriedades dos átomos, a estrutura da alfa-hélice, a base das proteínas.

O ERRO: Aplicando o mesmo método para tentar decifrar a estrutura do DNA, Pauling chegou a uma tripla hélice, estrutura muito mais complexa que a molécula verdadeira e que chegava a contrariar princípios estabelecidos da química.

A CORREÇÃO: Depois de cometerem erro similar ao de Pauling, James Watson e Francis Crick tiveram acesso a imagens de cristalografia do DNA que permitiram guiá-los na direção correta e apresentar a estrutura correta em 1953.


FRED HOYLE (1915-2001)
Ilustração Carolina Daffara/Editoria de Arte/Folhapress

O GRANDE SUCESSO: Astrônomo britânico arrojado, Hoyle foi o primeiro a explicar com sucesso como as estrelas podem produzir os átomos mais pesados, a partir dos mais leves, gerando toda a variedade química do Universo.

O ERRO: Hoyle concebeu uma teoria alternativa à do Big Bang, chamada de teoria do espaço estacionário. Nela, o Universo estaria sempre em expansão, mas seria eterno e imutável, com mais matéria sendo criada em seu interior conforme se expandisse.

A CORREÇÃO: Com o tempo, observações adicionais, como a descoberta da radiação cósmica de fundo, descartaram a teoria do estado estacionário, confirmando o Big Bang. Hoyle, no entanto, jamais admitiu seu erro.


ALBERT EINSTEIN (1879-1955)
Ilustração Carolina Daffara/Editoria de Arte/Folhapress

O GRANDE SUCESSO: Com sua teoria da relatividade geral, Einstein permitiu pela primeira vez que se estudasse o Universo inteiro e, com isso, especular sobre sua origem e destino. Para isso, ele introduziu um novo termo às equações, a constante cosmológica.

O ERRO: A principal função da constante cosmológica, para Einstein, era permitir a existência de um Universo estático. Quando ficou claro que o cosmos estavam em expansão, o físico alemão abandonou e repudiou a alteração, classificando-a como um erro. Para Livio, contudo, o erro foi tê-la jogado fora, depois de tê-la criado.

A CORREÇÃO: Em 1998, estudando supernovas distantes, astrônomos descobriram que a expansão do Universo era acelerada – algo surpreendente que só pode ser explicado pela existência de algo similar ao que era descrito pela constante cosmológica de Einstein. Os físicos chamam essa força misteriosa de “energia escura”.

Confira a seguir a entrevista completa (legendada) em que Livio fala sobre isso e discute um a um os grandes erros listados em seu livro “Tolices Brilhantes”.



FONTE: http://mensageirosideral.blogfolha.uol.com.br

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