A Cosmologia de Platão

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É impreciso dizer desde quando o ser humano começou a tentar explicar a estrutura, constituição e evolução do Universo. Algumas das primeiras tentativas não míticas de que temos registro encontram-se há mais de 2,5 mil anos, na sociedade grega. Filósofos pré e pós-socráticos esboçaram suas visões de mundo de forma justificada, lançando mão muitas vezes de explicações racionais para os fenômenos observados na natureza. Ao longo do tempo, com o esforço de muitos pensadores, pesquisadores e observadores, nossa cosmovisão foi mudando, e chegamos hoje a uma concepção de um universo evolutivo e em expansão, iniciado em um evento cataclísmico, o chamado Big Bang[1] .

Iremos relatar aqui a cosmologia de um desses filósofos gregos, Platão, descrita no diálogo Timeu, onde ele nos conta sua própria história de como o nosso Universo foi formado a partir do nada, os elementos que foram constituindo os seres, e de como estes evoluíram tornando- -se o que é observado na natureza. Ele une na construção da realidade suas mais preciosas paixões: o mundo, a matemática (com forte influência pitagoreana) e a música. No entanto não abre mão de uma parte mítica, legada ao inexplicável, ao incognoscível. Cada ser, segundo ele, é composto de forma a harmonizar e complementar o todo, e relata, como em uma fábula, a gradual transformação daquilo que não é, ao vir a ser, e finalmente, ao ser.

A base estrutural do mundo são duas entidades: uma alma imortal, invisível e divina, e um mundo concreto e visível, com seres mortais, aos quais a alma comanda e com quem compartilha sua inteligência e racionalidade. A alma imortal é formada a partir de uma ordem harmônica, à semelhança das harmonias das escalas musicais; o mundo concreto é formado pelos quatro elementos básicos, o fogo, a água, a terra e o ar, em conformações de poliedros regulares. Por obra de um ente divino, incognoscível e inconcebível para nós, mortais, este nosso mundo com todos os seus entes e seres, foram constituídos e colocados em movimento, em um eterno devir.

Em uma época em que as mais remotas perguntas às nossas questões primordiais sobre o Universo e sua origem estão sendo gradualmente desveladas com a teoria do Big Bang, da formação das galáxias, estrelas e planetas, o Timeu nos apresenta uma das primeiras tentativas da humanidade de responder a essas questões, de uma forma que una o mito, a observação do mundo, e uma teoria coerente e autoconsistente. A história de Platão é contada sempre tentando buscar as explicações mais plausíveis e verossímeis para o mundo sensível que ele observa.

O Conhecimento do mundo

Platão parte dos questionamentos mais primordiais para construir sua explicação do mundo. Qual a causa de tudo o que existe? Por que o mundo foi formado desta maneira e não de outra? Esse mundo é único ou existem outros? Como os seres vivos e todas as outras coisas visíveis foram formados?

Ele começa a sua explicação definindo o ser do Universo, aquilo que é manifesto, como sendo de dois tipos: um que sempre existiu e sempre irá existir (portanto sem início ou fim), imutável e sempre igual a si mesmo; e outro, que tem um início, e portanto uma causa (pois nada pode originar-se sem causa), é sujeito ao nascimento e ao devir, e está em constante mudança. Ele se pergunta sobre qual foi o modelo adotado para a criação do Universo. Partindo da observação de que entre as coisas nascidas não há nada mais belo do que o mundo, sendo esse “a obra mais bela e perfeita que se poderia imaginar”, necessariamente o modelo adotado foi o eterno e imutável, pois só ele pode criar coisas belas, enquanto que o efêmero, nada pode criar de belo. Sobre o criador do mundo, o autor desse universo, é “impossível indicar o que seja”. Somente sabemos que essa divindade emprestou ao mundo “a mais completa semelhança com o ser inteligível”. O mundo, por sua beleza e tendência à perfeição, foi feito à imagem do divino.

Segundo ele, podemos conhecer as entidades eternas e imutáveis através da inteligência e da razão, enquanto que as entidades sensíveis (tudo aquilo que é visível ou de alguma forma sensível) são somente apreendidas pelas sensações e pela opinião. Na busca pela compreensão do mundo, nossas palavras “devem exprimir o que é estável e fixo com ajuda da inteligência”, assim, elas serão fixas e inalteráveis, e, tanto quanto possível, de natureza “irrefutável e inabalável”. Mas nossas palavras serão sempre limitadas, pois exprimem apenas a cópia do modelo, uma imagem. Então deve-se admitir a restrição do conhecimento humano, adotando-se sempre “o mito mais verossímil, sem pretender ultrapassar os seus limites”. Assim, toda a exposição feita ao longo do diálogo leva em conta essa fronteira entre a realidade e o conhecimento mais provável.

A Construção do Universo

A fim de criar um Universo o mais belo e perfeito possível, a divindade tomou as coisas visíveis que estavam em movimento desordenado e discordante, passando-as à ordem, atribuindo-lhes proporção e simetria. Platão pergunta se existiria um só mundo ou vários mundos. Como ele parte do pressuposto de que o mundo é formado à imagem do ser divino, ele tem que ser uno e completo, e não coexistir com um segundo, terceiro ou com infinitos mundos. A divindade então forma um ser uno, como um animal vivo, visível e dotado de alma – pois todo ser inteligente possui alma. E esse ser encerra todas as espécies vivas, “todos os animais individualmente considerados”.

Na constituição desse ser, corporal e tangível, a divindade vai utilizar o fogo, que torna as coisas visíveis, e a terra, que compõe as coisas sólidas. Para ligar essas duas coisas é necessária uma terceira, mediadora entre as duas primeiras. Segundo ele, isso seria suficiente para formar uma estrutura bidimensional. Aqui começa a avaliação matemática do Universo platônico: estruturas bidimensionais estão restritas ao plano, que é definido por três pontos em formação não linear, formando um triângulo. No entanto, o que se observa em nosso Universo são estruturas tridimensionais, com profundidade, que requerem um quarto ponto (não co-planar aos demais) para serem definidas. Portanto, são acrescidos a água e o ar, além do fogo e da terra, à constituição do mundo. Esse processo absorve tudo o que havia desses quatro elementos, harmonizado-os pela proporção, e unindo-os pela amizade, trazendo coesão ao todo. O mundo adquire assim uma unidade, sendo incapaz de ser dissolvido, a não ser pelas mãos de seu próprio criador.

Como a divindade construiu o mundo à imagem e semelhança do ser perfeito, foi-lhe atribuída a mais perfeita das formas e a mais semelhante a si mesma, a esférica, cujas extremidades distam igualmente do ponto central; assim ele fez “por acreditar que o semelhante é mil vezes mais belo que o dissemelhante”. Deu-lhe então o movimento que seria mais natural fazendo-o girar em torno de si mesmo. Esse ser quase perfeito, livre de doença ou velhice, alimenta-se de seu próprio desgaste, bastando-se a si mesmo “sem necessitar de coisa alguma”, e encerrando todos os processos que dele se engendram. Em seu centro, a divindade colocou a alma, que já havia sido criada sendo portanto mais velha e destinada a comandar. A alma a partir do centro então se irradiou para todo o corpo, conferindo-lhe inteligência e razão.

A Estrutura do mundo

Platão expõe um pensamento complexo a respeito da constituição da alma do mundo; como amante da música, faz uso de séries geométricas e harmônicas para explicar sua formação. Segundo ele, em primeiro lugar, a divindade separou nas três substâncias existentes (que ele chamou de o Mesmo, o Outro e a Existência) as partes com a substância indivisível que é sempre a mesma, das partes com a substância divisível, a “que nasce nos corpos”, e compôs com cada uma delas uma substância intermediária. A mistura dessas três componentes intermediárias foi então subdividida em frações de 1, 2, 3, 4, 8, 9 e 27, formando assim duas séries geométricas: 1, 3, 9, 27 e 1, 2, 4, 8. Os intervalos entre essas substâncias foram preenchidos de forma harmônica, com proporção dada pela razão de 26/35 ou 256/243, que corresponde a um dos semitons da escala pitagórica.

Toda essa composição formou a Alma do Mundo. Esta foi então dividida em duas metades que cruzadas entre si formando um X, foram entortadas e suas extremidades unidas de forma constituir dois círculos: um externo, formado do Mesmo, e outro interno, formado do Outro. O círculo externo designa o Equador, referente à rotação da Terra, e o interno designa a Eclítica, referente à órbita terrestre e ao plano do Sistema Solar. O círculo interior foi então subdividido em sete, o mais interno correspondendo à Lua, o seguinte ao Sol, depois à estrela matutina (Vênus) e Hermes (Mercúrio), e depois aos outros três planetas (Marte, Júpiter e Saturno). Os círculos foram então colocados em movimento, três com igual velocidade (Sol, Hermes e a estrela matutina[2]), e os outros quatro com velocidades diferentes. Esses astros errantes nasceram “para definir e conservar os números do tempo”. A divindade criou o céu corpóreo e uniu-o à alma do mundo pelos respectivos centros. Com o céu cria-se também o tempo, e com ele, os dias e noites, meses e anos, “pois a natureza eterna desse ser vivo [a alma] não podia ser atribuída em toda a sua plenitude ao que é engendrado”.

O processo de conhecimento dessas esferas difere para cada uma delas. Se o discurso é formado a partir da razão, é acessado o círculo do Mesmo e o resultado é “inteligência e conhecimento”, pois todo o conhecimento provém da alma. Se ele é formado a partir do sensível, é acessado o círculo do Outro e são formadas “opiniões sólidas e verdadeiras”.

As Entidades formadas

Foram formadas então quatro raças: a raça celeste dos deuses (imortal); a raça dotada de “asas que cortam os ares”; a espécie aquática; e a raça que marcha em terra firme. A raça celeste é composta de fogo, tem a forma perfeita (esférica), e foi distribuída pelo céu. Para os astros não errantes, a divindade atribuiu um movimento uniforme, permanecendo no mesmo lugar uns relativamente aos outros, e para os errantes, além desse movimento, um outro progressivo dominado pela revolução do Mesmo e da Existência. A Terra é a mais antiga das divindades, nascida do interior do céu, e criada “para ser nossa nutridora”. Platão se isenta de explicar precisamente o movimento dos outros astros (os errantes e com movimento retrógrado): “Sobre isso basta, arrematemos aqui mesmo nosso relato sobre a natureza dos deuses gerados e visíveis”.

Como um relato da descrição da origem dos deuses, ele recorre então à narrativa da Teogonia de Hesíodo[3]. A formação dos seres mortais é executada “tecendo o mortal com o imortal”, dividindo os ingredientes em “tantas almas quantos astros havia” e designando a cada alma um astro. Nessa parte Platão explicita a crença pitagórica da reencarnação. Segundo ele, na primeira encarnação todos os seres mortais surgiriam em igual situação. Se tivessem má conduta, eles reencarnariam como mulheres, e se continuassem maus, em sucessivos estados animais “cuja natureza mais se aproximasse de seu caráter”. Esses seres foram semeados na Terra, na Lua e nos outros astros. Os deuses são então incumbidos de governar o melhor possível a raça humana.

A Constituição do mundo

Como o mundo teve uma origem, ele se deve a uma causa. Sendo a coisa mais bela que existe, ele é fruto também da inteligência, e se deve a uma “vitória, pela persuasão, da sabedoria sobre a necessidade”. Platão indaga então qual o princípio das coisas que compõem esse Universo, dado que os elementos fogo, terra, água e ar já existiam antes do nascimento do céu, e quais eram as suas propriedades. Sua primeira observação diz respeito à transitoriedade desses elementos observados na realidade: a terra se transforma em ar com o vento, o ar se transforma em fogo quando inflamado, a água vira pedra ao se condensar. Assim não podemos designar as coisas por esses elementos, mas sim pelas suas manifestações momentâneas.

Platão se pergunta se essas coisas, fogo, água, terra e ar, existiriam por si mesmas, ou se são apenas ilusões dos sentidos. Ele sugere que se elas existem por si mesmas então a opinião verdadeira e a inteligência constituem gêneros distintos: “Precisamos reconhecer que se trata de coisas diferentes, por terem origem distinta e serem dissemelhantes por natureza, pois uma se produz em nós por meio da instrução; a outra por meio pela persuasão”; e acrescenta: “Todos os homens participam da opinião mas a inteligência é privilégio dos deuses e de um número muito reduzido de homens”.

Neste ponto ele expõe sua teoria das Ideias, que são formas imutáveis, eternas, invisíveis e imperceptíveis, que podem ser apreendidas apenas por meio do pensamento. As Ideias seriam o modelo a partir do qual as coisas sensíveis tomam sua forma, sem porém nunca chegar à sua perfeição e perenidade. As formas observadas, na realidade, são transitórias, mutáveis e estão sempre em movimento, sendo perceptíveis através das sensações e apreendidas pela opinião.

Além do mundo das ideias e do mundo sensível, ele coloca ainda uma definição obscura de espaço, que seria uma terceira entidade, o qual “enseja tudo o que nasce em si mesmo, não é apreendido pelos sentidos, mas apenas por uma espécie de raciocínio bastardo (…) o ser, o espaço e a geração são três princípios distintos desde antes mesmo da formação do céu”.

A Formação dos corpos

Segundo Platão, os corpos são formados pelos quatro elementos: fogo, água, terra e ar. Eles têm uma natureza tridimensional portanto compreendem uma superfície e uma profundidade. A superfície plana, como dito anteriormente, é definida por três pontos não lineares formando assim um triângulo. Todo triângulo é derivado de dois triângulos retângulos (aqueles que contêm um ângulo reto). A partir desses triângulos retângulos, em suas diversas formas e combinações, são formados os quatro elementos, “de acordo com o método que concilia a necessidade com a probabilidade”. Ele atribui a formação dos elementos e do mundo a quatro sólidos regulares: o mais simples é o tetraedro, com quatro faces triangulares (ver figura), em seguida o cubo, com seis faces quadradas, depois o octaedro com oito faces triangulares, e por fim o icosaedro, com vinte faces triangulares.

A pirâmide ou tetraedro, por apresentar várias pontas agudas e possuir menor superfície, tem natureza mais móbil e cortante e é atribuída ao fogo. O cubo, por ter a base mais ampla e ser o mais estável e mais plástico dos sólidos, é atribuído à terra. A água e o ar encontram-se, em termos de mobilidade e de peso, entre a terra e o fogo, sendo a água menos móvel e mais pesada do que o ar. Assim, o octaedro é atribuído ao ar, por ser uma figura mais leve e penetrante que o icosaedro, o qual foi atribuído à água.

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As unidades desses elementos apresentam-se na natureza de forma muito pequena, diminuta, que nos escapa à visão; “só percebemos as massas formadas por uma multidão deles”. Não apenas isso, mas esses elementos encontram-se sempre misturados entre si, em menor ou maior quantidade, e podem transformar-se uns nos outros, através do corte ou da condensação. Portanto na visão de mundo platônica, tudo está em constante movimento e transformação: “daí provém a infinita variedade, resultante da mistura entre eles mesmos e de uns com os outros”.

A tentativa de explicação de mundo platônica mescla assim elementos divinos e racionais, matemáticos e musicais, que influenciaram os pensadores que o sucederam. A ideia de uma ordenação por poliedros regulares chegou a influenciar Kepler[4], quase 20 séculos depois, na concepção das órbitas dos planetas, e mesmo tendo chegado às suas famosas leis keplerianas, com órbitas elípticas para os planetas, a ideia dos poliedros aparentemente nunca o abandonou.

Entrelaçando o mítico, o racional e o ficcional, fomos aos poucos constituindo nossa noção de mundo, tateando lenta e sutilmente o real. Há dois mil e quinhentos anos, Platão adotava poliedros e os círculos do Mesmo e do Outro para explicar o universo; hoje, na fronteira de nosso conhecimento, nos deparamos com a matéria escura e a energia escura, os grávitons e os neutrinos, e outras tantas entidades para compor esse mundo.

Autor: Luciana Pompéia

Fonte: Revista Filosofia

* Luciana Pompéia é doutora e pós-doutora em Astrofísica pela USP, pós-doutora em Astrofísica pelo Observatório de Paris e graduanda em Filosofia pela PUC-RJ

Notas

[1] – Para uma interessante história da evolução das concepções do Universo ver Big Bang, de Simon Sigh (Editora Record, 2006).

[2] – Segundo Platão, Vênus (estrela matutina) e Mercúrio (Hermes) transladam em sentido contrário ao do Sol. Como os antigos gregos já tinham observado eventos de trânsito desses planetas no Sol, ou seja, a passagem deles na frente do Sol, eles explicam esses eventos supondo que eles se desloquem na direção contrária a ele.

[3] – Poeta e historiador grego, nascido em Ascra, não há uma data exata sobre o período em que Hesíodo viveu. São atribuídas à Hesíodo as obras Teogonia e O Trabalho e os Dias.

[4] – Johannes Kepler (1571- 1630) foi um astrônomo alemão, formado pela Universidade de Türbingen. Aderiu ao sistema heliocêntrico de Copérnico e formulou as três leis que levam seu nome: As três leis de Kepler.

 

A “mais bela” explicação sobre a Criação, segundo Albert Einstein

Sabemos que ciência e religião nunca se deram muito bem. Houve um tempo, já distante, que conciliar os dois termos não só era aconselhável, mas quase obrigatório. Caso contrário, perguntem às cinzas de Giordano Bruno ou a seu compatriota Galileu, forçado muito a contragosto a reposicionar a Terra no centro do Universo quando esta já havia encontrado seu lugar. Se para os católicos a situação era difícil, os protestantes não ficavam muito atrás, e Kepler, um contemporâneo de Galileu e Bruno, esteve a ponto ver sua mãe queimada na fogueira assim como a imaginação de Bruno por suposta bruxaria.

No entanto, nem sempre os preconceitos circulam na mesma direção. Mesmo em tempos mais recentes.

Talvez um exemplo disso seja o físico e matemático belga Georges Lemaître. Nem mesmo uma cratera na Lua e o nome de uma nave espacial da ESA —o ATV5, que também já virou cinza— nos faz lembrar dele. E isso porque estamos falando do homem que se atreveu a corrigir —educadamente, é verdade— o próprio Albert Einstein, antevendo o que Edwin Hubble comprovaria mais tarde com telescópios de Mount Wilson: a expansão do Universo. O que todos nós conhecemos hoje como o Big Bang.

Lemaître nasceu em Charleroi (Bélgica), em 1894. Apaixonado pelas ciências e engenharia, teve que interromper seus estudos aos 20 anos para defender seu país, imerso na Primeira Guerra Mundial, sendo até mesmo condecorado como oficial de artilharia. Não deve ter gostado nada da experiência e, horrorizado, decidiu virar padre.

Era o ano de 1923. Mas Lemaître não abandonou sua primeira vocação. Sua formação acadêmica em física e matemática foi formidável, começando por sua passagem pela Universidade de Cambridge e terminando com um doutorado no ainda mítico Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).

Pouco depois, em 1927, publicaria em uma revista local o esboço de seu modelo de universo. Partindo dos postulados de Einstein —um cosmos estático de massa constante—, chega a um resultado totalmente diferente: o raio do universo tinha de crescer continuamente para ser estável. Ao tomar conhecimento da hipótese, o gênio alemão rejeita a ideia veementemente: “Seus cálculos estão corretos, mas o modelo físico é atroz”. E isso mesmo levando em conta que Lemaître sempre fazia uso da famosa constante cosmológica inventada pelo próprio Einstein, a qual mais tarde o alemão renegaria com mais veemência do que a utilizada por Galileu para escapar da fogueira purificadora. Em 1931, seu trabalho chegou às páginas da Nature, detalhando sua teoria completa do “átomo primordial” ou “ovo cósmico”, e de suas linhas surgiria o que depois foi chamada exclusivamente Lei de… Hubble.

Einstein e Lemaître concordaram em várias ocasiões. Einstein, agnóstico, duvidava do padre belga, já que seu modelo cosmológico logicamente era acompanhado de uma origem divina (?) no espaço-tempo, e tanto ele quanto muitos astrofísicos não gostavam nada disso. Mas o admirava. Uma vez, durante uma estadia em Bruxelas e dando uma palestra diante de um público erudito, Einstein espetou: “Suponho que não devem ter entendido nada, exceto, claro, o abade Lemaître”. Em território comanche, juntos em Princeton, Einstein também deixou escapar ao ouvir seu colega belga pregar: “Esta [de Lemaître] é a mais bela explicação da Criação que já ouvi”. O detalhe é que realmente estava falando sério.

Naturalmente, a fama de Lemaître não demorou para chegar ao Vaticano. Apesar das tentativas depreciativas do tão brilhante quanto desbocado Fred Hoyle e dos seguidores da teoria do universo estacionário — o mesmo Hoyle, durante um programa da rádio BBC, batizaria com bastante veneno a teoria de Lemaître como Big Bang, em 1949 —, o modelo de universo em permanente expansão era imparável. Lemaître ocupou diferentes cargos na Academia Pontifícia das Ciências, sendo assessor pessoal do Papa Pio XII. E este não queria deixar passar tal oportunidade. Se o Universo tem 13,7 bilhões de anos, importaria muito se fosse criado em sete dias bíblicos ou em pouco mais de 10 segundos? Para o grande pesar de Pio XII —que, curiosamente, foi elogiado por Einstein em sua defesa dos judeus durante a Segunda Guerra Mundial—, Lemaître evitou explorar a ciência para o benefício da religião. São suas as palavras:

“O cientista cristão tem os mesmos meios que seu colega não crente. Também tem a mesma liberdade de espírito, pelo menos se a ideia que tem das verdades religiosas está à altura de sua formação científica. Sabe que tudo foi feito por Deus, mas também sabe que Deus não substitui suas criaturas. Nunca será possível reduzir o Ser Supremo a uma hipótese científica. Portanto, o cientista cristão avança livremente, confiante de que sua pesquisa não pode entrar em conflito com sua fé”.

Depois de escutar Lemaître, o prudente Pio XII abandonou a ideia de transformar o Big Bang em um dogma de fé.

Lemaître morreu em 1966, apenas dois anos após a descoberta irrefutável da radiação de fundo em micro-ondas, o eco proveniente da origem do Universo, de seu Big Bang. Talvez seu nome pintado na placa de uma nave espacial não faça justiça suficiente a uma mente —crente ou não— divina.

Autor: Enrique Joven Álvarez

Enrique Joven Álvarez é doutor em Ciências Físicas e trabalha como engenheiro no Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Combina suas tarefas técnico-científicas com a divulgação e publicação de obras de ficção. Publicou dois romances com a astronomia como eixo principal: El Castillo de las Estrellas (RocaEditorial, 2007) e, recentemente, El Templo del Cielo (RocaEditorial, 2013).

Fonte: El País

Por que o tempo só anda para a frente?

Imagine tentar fazer malabarismos com ovos. Se um deles acabar quebrando na sua cabeça, um banho e uma roupa limpa parecem ser as únicas soluções. Afinal, colocar a clara e a gema de volta na casca e juntar os pedaços é impossível, certo?
Bem, na realidade, não. Não há nenhuma lei fundamental da natureza que impeça que um ovo seja “desquebrado”. Físicos, aliás, garantem que qualquer acontecimento do nosso cotidiano poderia ser revertido, a qualquer momento.
Mas por que, então, não podemos “desquebrar” um ovo, ou “desqueimar” um fósforo ou até “destorcer” o tornozelo? Por que as coisas não se revertem? Por que o futuro é totalmente diferente do passado?
Parecem ser perguntas simples. Mas para respondê-las, temos que ir até a origem do Universo e fora das fronteiras da Física.
Assim como várias outras histórias da Ciência, esta aqui também começa com Isaac Newton. Em 1666, um surto de peste bubônica o obrigou a deixar a Universidade de Cambridge e voltar para a casa da mãe no interior da Grã-Bretanha. Entediado e isolado, Newton mergulhou nos estudos.
Foi aí que ele criou suas famosas três leis da dinâmica, entre elas a conhecida máxima de que para cada ação há uma reação oposta da mesma intensidade.
As leis de Newton conseguem descrever o mundo de maneira espantosa. Elas explicam por que as maçãs caem das árvores e por que a Terra gira em torno do Sol. Mas elas têm uma estranha característica: funcionam tão bem de trás para a frente quanto de frente para trás – se um ovo se quebra, as leis de Newton dizem que ele pode ser “desquebrado”.
Obviamente, isso está errado, mas quase todas as teorias formuladas por físicos desde Newton têm o mesmo problema. “As leis fundamentais da Física não distinguem entre o passado e o futuro”, define Sean Carroll, físico do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos.

A Importância da Entropia

nullLeis da física não conseguem explicar porque é impossível “desquebrar” um ovo

A primeira pessoa a encarar esse problema seriamente foi o físico austríaco Ludwig Boltzmann, que viveu na segunda metade do século 19. Naquela época, muitas das ideias que hoje sabemos serem verdadeiras ainda estavam sendo discutidas, inclusive a de que tudo é feito de minúsculas partículas chamadas átomos.
Boltzmann estava convencido de que os átomos existiam. Mesmo tendo sido desprezado pela comunidade científica da época, ele defendia uma relação entre o aquecimento de materiais e a passagem do tempo.
Na época, os físicos desenvolveram a teoria da termodinâmica, que descreve o comportamento do calor. Contrariamente a seus colegas, Boltzmann acreditava que o aquecimento era provocado por uma movimentação aleatória de átomos, e que a termodinâmica poderia ser explicada assim.
O austríaco partiu de um estranho conceito: a entropia. Pela termodinâmica, todos os objetos do mundo têm uma certa quantidade de entropia associada a ele, e quando algo acontece, essa quantidade aumenta.
Por exemplo, ao colocarmos cubos de gelo em um copo d’água, a entropia dentro do copo aumenta.
O aumento da entropia é diferente de tudo o mais na Física: é um processo que ocorre em apenas uma direção.
Para explicar isso, Boltzmann descobriu que a entropia mede o número de maneiras pelas quais os átomos podem se rearranjar, assim como a energia que eles carregam. Ou seja, a entropia aumenta quando os átomos ficam mais desordenados.
Por isso, o gelo derrete na água. Há muito mais formas para as moléculas se rearranjarem no estado líquido do que no estado sólido.
Segundo Boltzmann, a entropia está relacionada com possibilidades. Objetos com baixa entropia são arrumados e, portanto, com menos probabilidade de existir ou permanecer como estão. Objetos com alta entropia são desordenados, o que os torna mais passíveis de existir.

A Seta do Tempo 

nullO conceito de entropia ajuda entender porque o gelo derrete em contato com a água fria

Essa teoria pode ser um pouco deprimente, principalmente se você é do tipo organizado. Mas as ideias de Boltzmann parecem ter um lado positivo: elas conseguem explicar a direção do tempo.
Basicamente, se o universo como um todo se desloca de uma baixa entropia para uma alta entropia, nunca poderemos ver os acontecimentos se reverterem.
Nunca veremos um ovo se “desquebrar” porque existem várias maneiras para rearranjar os pedaços dele, e todas elas levam a um ovo rachado em vez de um ovo intacto.
A definição de entropia de Boltzmann explica até por que podemos nos lembrar do passado mas não podemos adivinhar o futuro. Para ele, o futuro é diferente do passado simplesmente porque a entropia aumenta.
Como forma de endossar sua teoria, o físico também desenvolveu a hipótese do passado, segundo a qual, em algum ponto em um passado distante, o universo estava em um estado de baixa entropia.
Mas se um estado de baixa entropia é pouco provável, como o universo permaneceu assim por um certo tempo?
Bem, isso Boltzmann nunca conseguiu explicar.

A Ação da Gravidade

Mas cientistas que o sucederam fizeram descobertas que sugerem uma resposta. Para começar, no século 20 aprendemos que o universo teve um início, quando era uma partícula incrivelmente quente e densa que rapidamente se expandiu e se resfriou, formando tudo o que existe hoje. Esta rápida expansão é o que conhecemos como o Big Bang.
É verdade que uma enorme explosão cósmica não parece algo com uma baixa entropia. Mas, aparentemente, esse conceito é ligeiramente diferente quando há um excesso de matéria.
Imagine uma vasta região vazia do espaço, no meio da qual está uma nuvem de gás com a massa do Sol. A gravidade mantém o gás unido, de maneira a compactá-lo e acabar formando uma estrela. Como isso é possível, se a entropia só aumenta?
A resposta é simples: a gravidade afeta a entropia. No caso de objetos verdadeiramente gigantescos, ser grumoso tem mais entropia do que ser denso e uniforme. Ou seja, um universo com galáxias, estrelas e planetas tem uma entropia mais alta do que um universo cheio de gases quentes e densos.
Para entender melhor o Big Bang, Sean Carroll e seus ex-alunos propuseram um modelo pelo qual “universos bebês” estão constantemente surgindo do nada, separando-se de seu “universo-mãe” e se expandindo para se tornarem universos como os nossos. E é a entropia desse “universo de universos” que sempre será grande, apesar de cada parte ter uma baixa entropia.
Se isso for verdade, o universo só parece ter uma baixa entropia porque não podemos ver tudo o que está à sua volta. Isso também valeria para a direção do tempo.
A Física moderna se baseia em duas grandes teorias. A mecânica quântica explica o comportamento de pequenos objetos, como os átomos, enquanto a relatividade descreve coisas grandes, como as estrelas.

A “Teoria de Tudo”

Para descrever o universo em sua origem, é preciso combinar as duas teorias para formar uma “teoria de tudo”.
Essa máxima será a chave para entendermos a seta do tempo. “Descobrir essa teoria vai nos ajudar a compreender como a natureza construiu o espaço e o tempo”, diz Marina Cortês, física na Universidade de Edinburgo, na Escócia.
Por enquanto, a mais promissora teoria de tudo é aquela que diz que todas as partículas subatômicas são compostas de minúsculos cordões. Essa teoria também defende que o espaço tem mais do que três dimensões e que nós vivemos em uma espécie de ‘multiverso’, onde as leis da física são diferentes em cada universo.
Agora, Cortês está trabalhando em teorias alternativas a essa que possam incorporar a seta do tempo em um nível fundamental.
Ela sugere que o universo é feito de uma série de eventos únicos, que nunca se repetem. Cada conjunto de eventos só pode influenciar os eventos do conjunto seguinte. Assim, se forma uma direção para o tempo.
“O tempo não é uma ilusão. Ele existe e está realmente avançando”, explica a cientista.
Seja qual for a maneira de explicar a direção do tempo, ela sempre estará ligada àquele estado de baixa entropia do princípio do universo.
E para entender isso, nossa maior esperança é a maior máquina já desenvolvida pelo homem: o Grande Colisor de Hádrons (LHC), o acelerador de partículas que funciona em uma circunferência de 27 quilômetros na fronteira entre a França e a Suíça.
Esse equipamento é capaz de esmagar prótons a uma velocidade muito próxima à da luz. A energia fenomenal dessas colisões cria novas partículas.
O LHC ficou fechado para manutenção nos últimos dois anos, mas recentemente voltou a funcionar em sua capacidade máxima. Com sorte, a máquina poderá observar novas e inesperadas partículas fundamentais que poderão apontar para uma teoria de tudo.
Reportagem de Adam Becker

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