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Posts Tagged ‘Criação Ex-Nihilo’

por Quentin Smith

Pode não haver nenhuma verdade a priori que exclua de consideração a singularidade do Big Bang, mas existe um argumento probabilístico que respalda a visão de que o universo começou com uma explosão divinamente criada em vez de com uma singularidade incompatível com a concepção ortodoxa de Deus. A hipótese da criação divina é mais simples e por esta razão é mais provável de ser verdadeira do que a hipótese ateísta.

O argumento de que a hipótese teísta é mais simples foi formulado por Swinburne. Ele afirma que Deus é mais simples do que o universo físico e portanto é mais provável do que o universo físico de existir inexplicado. ‘Se algo tem que ocorrer inexplicado, um universo físico complexo deve ser menos esperado do que outras coisas (por exemplo, Deus).’[21] Se o universo físico é criado por Deus então ele tem sua explicação em Deus e consequentemente não existe inexplicado; neste caso, somente Deus existe inexplicado. Como a hipótese de que Deus existe inexplicado é mais mais simples do que a hipótese ateísta, é mais provável de ser verdadeira.

O princípio a que Swinburne está recorrendo é

(1) Quanto mais simples um existente é, mais provável é que ele exista inexplicado.

Eu acredito, contudo, que mesmo se concedermos a Swinburne esta e outras de suas premissas, pode-se demonstrar que considerações de simplicidade favorecem o ateísmo em vez do teísmo. O critério de simplicidade de Swinburne é que existe uma simplicidade ‘relativa ao zero e ao infinito ausente em números finitos particulares.’[22] Por exemplo, ‘a hipótese de que alguma partícula tenha massa zero, ou velocidade infinita, é mais simples do que a hipótese de que ela tenha uma massa de 0.34127 de alguma unidade, ou uma velocidade de 301 000 km/seg.’[23] Igualmente, uma pessoa com poder, conhecimento e bondade infinitos é mais simples do que uma pessoa com um certo grau finito de poder, conhecimento e bondade. Além disso, uma pessoa com poder, conhecimento, etc., infinitos é mais simples do que um objeto físico que tem valores finitos particulares para seu tamanho, duração, velocidade, densidade, etc. Assumindo estas premissas, examinemos a hipótese de que um universo finito começa com uma singularidade incausada. A singularidade em questão possui volume espacial zero e duração temporal zero e não possui valores finitos particulares para sua densidade, temperatura ou curvatura. Parece razoável supor que em virtude destes valores zero e não-finitos este ponto instantâneo é o objeto físico mais simples possível. Se concedermos a Swinburne que Deus é a pessoa mais simples possível e mantermos que Deus e a singularidade incausada não podem ambos existir (pelas razões enunciadas no argumento ateológico da seção 3), então nossas alternativas são supor que ou a pessoa mais simples possível existe e criou o universo espaçotemporal quadridimensional ou que o objeto físico mais simples possível existe e emite o universo espaçotemporal quadridimensional. Se usamos o critério de simplicidade, existe alguma razão para preferirmos uma destas hipóteses em detrimento da outra? Parece razoável supor que o objeto físico mais simples possível é igualmente tão simples quanto a pessoa mais simples, de modo que não há razão para preferir um em detrimento do outro com base na simplicidade intrínseca. Swinburne sustenta que Deus existe inexplicado e portanto Deus e o mais simples objeto físico também se equiparam neste aspecto. Mas a hipótese de que o universo espaçotemporal quadridimensional começou  a partir do mais simples objeto físico é, em um aspecto decisivo, mais simples do que a hipótese teísta. É mais simples imaginar que o universo físico 4D começou a partir da instância mais simples possível de uma mesma categoria básica a que pertence o próprio universo, qual seja, a dos objetos físicos, do que imaginar que este universo começou a partir da instância mais simples possível de uma categoria básica diferente, qual seja, a das coisas não-físicas e pessoais. A explicação ateísta da origem do universo 4D postula fenômenos de apenas uma categoria básica (fenômenos físicos), ao passo que a explicação teísta de sua origem postula fenômenos de dois tipos básicos (fenômenos físicos e fenômenos pessoais incorpóreos). Assim, por razões de simplicidade a postulação de uma singularidade que explode num Big Bang prevalece sobre a postulação de uma divindade que cria a explosão do Big Bang ex nihilo.

Notas.

21. R. Swinburne, The Existence of God, op. cit., p. 130.

22. Ibid., p. 94.

23. Ibid.

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por Quentin Smith

Neste capítulo os aspectos relevantes da teoria do Big Bang são explicados em quatro etapas. Estes aspectos constituirão as quatro premissas científicas do argumento em favor do ateísmo que formularei no próximo capítulo.

(i) A primeira etapa é a apresentação da assim chamada ‘equação de Einstein’, que é o núcleo da Teoria da Relatividade Geral de Einstein.[8] A equação de Einstein diz, em termos simplificados, que a geometria (curvatura) do espaço-tempo é determinada pela distribuição de massa e energia no espaço-tempo. A equação pode ser expressa de forma simplificada como

(curvatura do espaçotempo) = 8*pi*(densidade da matéria)

Esta equação sugere que se a matéria no universo for suficientemente densa, a curvatura do espaço-tempo aumentará tanto que o espaçotempo será reduzido  a praticamente um ponto, como o vértice de um cone. A história de uma partícula ou raio de luz é uma trajetória no espaçotempo, e se o espaçotempo se curvar até ficar praticamente reduzido a um ponto, estas trajetórias no espaçotempo convergirão e se interceptarão neste ponto. Se esta intersecção ocorrer em algum momento no futuro, o ponto de intersecção constituirá o fim do espaçotempo. Se a intersecção ocorreu no passado, de modo que as trajetórias no espaçotempo emerjam de um ponto de intersecção e afastem-se gradualmente umas das outros, o ponto de intersecção pareceria constituir o começo do espaçotempo. Esta possibilidade leva a uma discussão do próximo aspecto relevante da cosmologia do Big Bang.

(ii) A equação de Einstein admite várias soluções e qual solução descreve nosso universo é uma questão empírica. As soluções de Friedmann (primeiro obtidas por Friedmann em 1922 e 1924[9] são as consideradas válidas para nosso universo. H é  a solução que descreve um universo perfeitamente isotrópico (parece o mesmo em todas as direções) e perfeitamente homogêneo (a matéria encontra0se distribuída uniformemente). Se aplicarmos à equação de Einstein uma métrica que descreve um universo perfeitamente isotrópico e homogêneo, as soluções de Friedmann são obtidas, que podem ser expressas numa forma simplificada como

-3*(aceleração da expansão ou desaceleração da contração do universo) = 4*pi*(densidade da matéria)

As soluções de Friedmann nos dizem que se existe matéria uniformemente distribuída pelo universo, então o universo deve estar se expandindo numa taxa decrescente ou se contraindo numa taxa crescente (exceto no instante, se algum houver, em que a expansão para e reverte para uma contração). Para ver isto, observe que o lado direito da equação (simplificada) acima representa a densidade da matéria multiplicada por 4*pi. Se existe matéria no universo, então a densidade da matéria do universo é positiva. Isto implica que o valor para a aceleração da expansão ou para a desaceleração da contração é multiplicado por -3 e o resultado deve ser igual ao número positivo representado pelo lado direito da equação. Se o valor da aceleração da expansão é negativo, isto significa que o universo está se expandindo a uma taxa cada vez menor. Se o valor da desaceleração da contração é negativo, isso significa que o universo está se contraindo a uma taxa cada vez maior. Este resultado é de uma significância crucial, pois implica que se o universo contém matéria uniformemente distribuída então sua existência é temporalmente limitada. Se o universo está se contraindo a uma taxa cada vez maior, então ele não pode se contrair eternamente mas deve eventualmente alcançar um ponto final, quando se curva até ficar reduzido a um ponto e seu raio se torna zero. Se o universo está se expandindo a uma taxa cada vez menor, então ele não pode estar se expandindo eternamente, mas deve ter começado a se expandir em algum momento no passado, quando seu raio começou a crescer a partir de zero.

Consideremos também o caso da expansão, estado em que o universo encontra-se atualmente. Quanto mais recuamos no passado seguindo a trajetória no universo, mais rápida é a taxa de expansão que encontramos. À medida em que a taxa de expansão aumenta, a curvatura do universo  e a densidade da matéria aumentam e o raio do universo diminui, até que se atinge um ponto em que a curvatura do universo é infinita, a densidade da matéria infinita e o raio do universo é zero. Devido a esta curvatura infinita, as trajetórias rumo ao passado das partículas no espaçotempo convergem, tal que cada trajetória no espaçotempo termina em algum ponto no qual outras trajetórias no espaçotempo também terminam. Se as equações de Friedmann descrevem um universo esférico, o universo é finito em extensão e consequentemente todas as trajetórias no espaço tempo no sentido do passado se interceptam em um ponto. Toda a matéria é comprimida neste único ponto, que possui zero dimensões espaciais. Este ponto existe instantaneamente antes de explodir no Big Bang. O ponto instantaneamente existente é uma singularidade, o que significa que é um ponto final do espaçotempo; não existe momento mais antigo do que o instante da singularidade pois a própria singularidade é o primeiro instante do tempo. Por outro lado, se o universo é plano (não-curvo) ou hiperbólico (curvado como uma sela) ele é infinito em extensão, o que implica que as trajetórias no espaço tempo orientadas para o passado terminam numa singularidade espacialmente unidimensional. Apenas um volume finito de espaço pode ser comprimido num ponto; consequentemente, se existe um número infinito de volumes espaciais de qualquer tamanho finito determinado (o que seria o caso se o universo fosse plano ou hiperbólico), então deve haver um número infinito de pontos constitutivos da singularidade. Estes pontos existem instantaneamente (no primeiro instante do tempo) e então explodem num Big Bang infinitamente prolongado.

Entretanto, as soluções de Friedmann para as equações de Einstein por si próprias não mostram que nosso universo começou numa singularidade do Big Bang. Há uma certa incongruência entre suas soluções e as propriedades globais de nosso universo, uma incongruência que pode tornar inaplicável sua previsão de uma singularidade do Big Bang. O enunciado e a resolução deste problema levam a um terceiro aspecto da cosmologia do Big Bang que é pertinente para meu argumento.

(iii) As soluções de Friedmann são baseadas na hipótese de que o universo é perfeitamente isotrópico e homogêneo. Mas esta hipótese é inconsistente com as evidências observacionais, que revelam que o universo consiste de aglomerados ou superaglomerados de galáxias separados por vastas extensões de espaço vazio ou aproximadamente vazio. O universo é isotrópico e homogêneo somente de um ponto de vista estatístico, calculando-se a média ao longo de distâncias de bilhões de anos-luz. (Por exemplo, podemos assumir que diferentes regiões cúbicas do espaço diferem quanto a sua massa por menos de um porcento somente se se considera que estas regiões tenham três bilhões ou mais de anos-luz de diâmetro.) Isto pode sugerir que a previsão de uma singularidade do Big Bang é inaplicável ao universo já que esta previsão é baseada nas hipóteses de perfeitas homogeneidade e isotropia. A hipótese de perfeita isotropia implica que o movimento relativo de qualquer par de partículas é puramente radial e a hipótese de perfeita homogeneidade implica a inexistência de gradientes de pressão. O fato de que nosso universo é imperfeitamente isotrópico e homogêneo implica que as trajetórias espaçotemporais orientadas para o passado de partículas exibem velocidades transversas e aglomerações que produzem agregados de matéria. Isto sugere que as trajetórias divergirão em vez de convergir num único ponto. Isto por sua vez sugere que a atual fase de expansão do universo resulta de um ‘ricochete’ que terminou uma fase de contração anterior do universo. Mas esta sugestão de um universo oscilante foi contestada no final da década de 1960 pelos teoremas da singularidade Hawking-Penrose, [9A] que demonstram que sob certas condições imperfeitamente isotrópicas e homogêneas universos também se originam numa singularidade do Big Bang. Formulados com precisão, os teoremas enunciam que uma singularidade é inevitável dadas as cinco condições a seguir:

a) A Teoria da Relatividade Geral de Einstein é verdadeira em nosso universo.

b) Não existem curvas de natureza temporal fechadas (isto é, viajar no tempo rumo ao próprio passado é impossível e o princípio de causalidade não é violado).

c) A gravidade é sempre uma força de atração.

d) A superfície do espaçotempo não é demasiadamente simétrica; isto é, toda trajetória de uma partícula ou raio de luz no espaçotempo encontra alguma matéria ou curvatura aleatoriamente orientada.

e) Existe algum ponto p tal que todas as trajetórias espaçotemporais orientadas para o passado (ou futuro) partindo de p começam a convergir novamente. Esta condição implica que existe matéria suficiente no universo para concentrar toda trajetória espaçotemporal orientada para o passado ou futuro a partir de algum ponto p.

As soluções para os teoremas Hawking- Penrose mostram, como Hawking observa, que “em geral existirá uma curvatura-singularidade que interceptará qualquer linha do mundo. Portanto, a relatividade geral prevê um começo do tempo.’[10]

(iv) O último aspecto da cosmologia do Big Bang que preciso como premissa em meu argumento em favor do ateísmo é o princípio de ignorância de Hawking, que declara que singularidades são inerentemente caóticas e imprevisíveis. Nas palavras de Hawking,

Uma singularidade é um lugar em que os conceitos clássicos de espaço e tempo, bem como todas as leis conhecidas da física, são inaplicáveis porque são todas formulados num contexto de espaço-tempo clássico. Neste artigo afirma-se que esta inaplicabilidade não é meramente uma consequência de nossa ignorância da teoria correta mas que constitui uma limitação fundamental à nossa habilidade de prever o futuro, uma limitação análoga porém suplementar à limitação imposta pelo princípio da incerteza da mecânica quântica ortodoxa.[11]

Uma das relações de incerteza da mecânica quântica refere-se à posição q e ao momento p de uma partícula. Esta relação declara que (delta p)*(delta q) = h/(4*pi), que implica que se a posição de uma partícula é definidamente previsível então seu momento não o é, e vice versa. O princípio da ignorância é mais forte no sentido de que implica que não se pode definidamente prever nem a posição nem o momento de qualquer partícula emitida por uma singularidade. Na verdade, este princípio implica que nenhum dos valores físicos das partículas emitidas são definidamente previsíveis. De acordo com este princípio, a singularidade do Big Bang “emitiria todas as configurações de partículas com igual probabilidade.”[12]

A imprevisibilidade da singularidade implica que deveríamos esperar um transbordamento caótico de seu “interior”. Esta expectativa está alinhada com a representação feita pelos cosmologistas do Big Bang dos estágios primordiais do universo, pois estes estados são concebidos como maximamente caóticos (envolvendo a mais completa entropia). A singularidade emitiu partículas com microestados aleatórios, e isto resultou num macroestado global de equilíbrio térmico.

A significância do princípio de ignorância pode facilmente passar despercebida. Ele implica que a singularidade do Big Bang possui um comportamento completamente imprevisível no sentido de que nenhuma lei física governa seu comportamento. A imprevisibilidade da singularidade não é simplesmente uma questão epistêmica, significando que ‘nós humanos não somos capazes de prever o que surgirá dali, mesmo que haja uma lei governando a singularidade que, se conhecida, nos habilitaria a fazer previsões precisas.’ William Lane Craig assume que a imprevisibilidade é meramente epistêmica; ele escreve que ‘a imprevisibilidade [é] uma questão epistêmica que pode ou não resultar de indeterminismo ontológico. Pois claramente, seria inteiramente consistente manter o determinismo no nível quântico mesmo se não pudéssemos, mesmo em princípio, prever com precisão tais eventos.’[13] Agora, eu reconheço que há usos legítimos do termo ‘imprevisibilidade’ que são meramente epistêmicos em sentido, mas este não é o sentido em que a palavra é utilizada na formulação do princípio da ignorância de Hawking. A imprevisibilidade que diz respeito ao princípio da ignorância de Hawking é uma imprevisibilidade derivada da ausência de leis, não da incapacidade humana de conhecer as leis. Não há nenhuma lei, nem mesmo uma lei probabilística, governando a singularidade que coloque restrições sobre o que ela pode emitir. Hawking escreve que

Uma singularidade pode ser considerada um local em que há um colapso do conceito clássico de espaço-tempo como uma superfície com uma métrica pseudo-Reimanniana. Porque todas as leis da física são formuladas num contexto de espaço-tempo clássico, todas irão entrar em colapso numa singularidade. Este é um resultado crítico para a física; pois significa que não é possível prever o futuro. Não é possível saber o que surgirá de uma singularidade.[14]

Leis deterministas ou mesmo probabilísticas não podem vigorar em nível quântico no interior da singularidade, pois não há nenhum nível quântico no interior da singularidade; a superfície do espaço-tempo que os processos quânticos pressupõem ruiu. A singularidade é um violento e aterrorizante caldeirão de anarquia. Como Paul Davies observa, ‘qualquer coisa pode surgir de uma singularidade aberta – no caso do Big Bang o universo surgiu. Sua criação representa a suspensão instantânea das leis físicas, o lampejo de anarquia nomológica abrupto e repentino que permitiu que alguma coisa surgisse do nada’.[15] A questão que examinarei é se esta anarquia nomológica primordial é consistente com a hipótese de uma criação divina. Argumentarei contra esta hipótese.

Notas.

7. Quentin Smith, ‘The Anthropic Principle and Many-Worlds Cosmologies,’ The Australasian Journal of Philosophy 63 (1985): 336-348, ‘World Ensemble Explanations’, Pacific Philosophical Quarterly 67 (1986): 73-86, ‘The Uncaused Beginning of the Universe,’ Philosophy of Science 55 (1988), 39-57, ‘A Natural Explanation of the Existence and Laws of Our Universe,’ Australasian Journal of Philosophy 68 (March 1990): 22-43.

8. Veja ‘The Foundation of the General Theory of Relativity’ de Einstein e ‘Cosmological Considerations on the General Theory of Relativity’ em Einstein et al., The Principle of Relativity (London: Dover, 1923). A equação de Einstein expressa

Rab – 1/2*R*gab + lamda*gab = (8*pi*G/c2)*Tab

Rab é o tensor Ricci da métrica gab, R é o escalar Ricci, lambda é a constante cosmológica (provavelmente zero), c é a velocidade da luz e G é a constante gravitacional de Newton.

9. Alexander Friedmann, ‘Uber die Krummung des Raumes,’ Zeitschrif fur Physik 10 (1922), 377-386; uma tradução deste ratigo aparece em A Source Book in Astronomy and Astrophysics: 1900-1975, eds. by K. R. Lang and O. Gingerich (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1979). O segundo artigo de Friedmann sobre modelos com curvatura negativa foi publicado originalmente em Zeitschrift fur Physik 21 (1924), 326. As soluções de Friedmann, com a constante cosmológica omitida, são

-3*(d2a/dt2 = 4*pi*G*(p+3*P/c2)*a
3*(da/dt)2 = 8*pi*G*pa2 – 3*k*c2

Nestas equações, a é o fator escalar representando o raio do universo num dado instante. da/dt é a taxa de variação de a com o tempo; é a taxa em que o universo se expande ou se contrai. d2a/dt2 é a taxa de variação de da/dt; é a aceleração da expansão ou a desaceleração da contração. G é a constante gravitacional de Newton e c a velocidade da luz. P é a pressão da matéria e p sua densidade. k é a constante que assume um dos seguintes valores: zero para um espaço euclidiano plano, -1 para um espaço hiperbólico ou +1 um espaço esférico.

9A. Veja Penrose, ‘Gravitational Collapse and Space-Time Singularities,’ Physical Review Letters 14 (1965), 57-59; S. W. Hawking, ‘Singularities in the Universe,’ Physical Review Letters 17 (1966), 444-445 e ‘The Occurrence of Singularities in Cosmology. III. Causality and Singularities,’ Proceedings of Royal Society of London A, 300 (1967), 187-201; S. W. Hawking e R. Penrose, ‘Singularities in Homogenous World Models,’ Physical Letters 17 (1965), 246-247 e ‘The Singularities of Gravitational Collapse and Cosmology,’ Proceedings of the Royal Society of London A, 314 (1970), 529-548.

10. S. W. Hawking, ‘Theoretical Advances in General Relativity,’ Some Strangeness in the Proportion, ed. H. Woolf (Addison-Wesley, 1980), p. 149.

11. S. W. Hawking, ‘Breakdown of Predictability in Gravitational Collapse,’ Physical Review D, 14 (1976), 2460.

12. Ibid.

13. W. L. Craig, ‘The Caused Beginning of the Universe: A Response to Quentin Smith,’ op. cit., p. 29, n. 2.

14. S. W. Hawking, ibid.

15. P. Davies, The Edge of Infinity (New York: Simon and Schuster, 1981), p. 161.

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Autor: Mark I. Vuletic

Tradução: Wladimir Costa Cavalcante

[Publicado originalmente no Blog da Divisão Cearense da Liga Humanista Secular]

A primeira versão deste artigo, que terminei de escrever em 1997, simplesmente reunia uma lista de citações de físicos afirmando que certas coisas poderiam realmente surgir do nada através de processos inteiramente naturais, e que todo o universo poderia ser surgido dessa forma. Eu ofereci a lista apenas como uma base de dados, sem nenhuma pretensão de verificar o quão corretas eram as afirmações, ou sua relevância para os debates teológicos  sobre a origem do universo. Mais tarde, estudei a questão mais profundamente, e desenvolvi a linha de argumentação que persegui na primeira nota do meu “Guia de Defesa : Ciência e o Criacionismo.” No entanto, deixei de revisar a primeira versão desse artigo; essa atualização corrige o problema. Aqui, apresento um texto bem direto, e coloquei as citações de suporte no final, acompanhadas por todas as suas referências.

É POSSÍVEL QUE ALGO SURJA DO NADA?

Para a maioria das pessoas, a afirmação de que as coisas não surgem do nada é um truísmo (verdade evidente). No entanto, muitos físicos discordam. Contra essa posição, eles frequentemente citam o que é conhecido, entre outros nomes, como flutuação quântica do vácuo ou partículas virtuais. Elas são pares de partículas/antipartículas que surgem por um brevíssimo intervalo de tempo onde havia apenas espaço vazio – de acordo com o Princípio da Incerteza de Heisenberg.[Q1] [Q2]Elas produzem efeitos mensuráveis, como o Desvio de Lamb e o Efeito Casimir.[Q3] [Q4]Essas partículas não são anomalias; elas são tão comuns que alguns físicos argumentam que se tratamos o espaço vazio como nada, então tal nada simplesmente não existe, pois o espaço nunca está vazio – ele está sempre preenchido com partículas virtuais.[Q5]Em resumo, se agirmos como a maioria das pessoas tratando o espaço vazio como nada, teremos pelo menos um exemplo persuasivo de algo que pode surgir do nada.

O UNIVERSO PODE SURGIR DO NADA?

As partículas virtuais possuem uma vida necessariamente curta porque representam um aumento na energia do universo; o Princípio da Incerteza de Heisenberg abre terreno para partículas virtuais com vidas suficientemente curtas, mas aquelas com vidas mais longas violariam a primeira lei da termodinâmica. Então, alguém poderia pensar que as flutuações quânticas no vácuo não podem ter relevância na origem do universo. Mas pelo contrário, alguns físicos, remontando no mínimo a Tryon (1973), acreditam que todo o universo poderia ser uma massiva flutuação quântica no vácuo.[Q6] O aspecto mais importante do universo que poderia tornar isso possível seria sua energia total em zero. Você deve se perguntar como o universo poderia ter uma energia total de zero. A resposta é que a energia gravitacional é negativa – quando somada com a energia da matéria no universo, o resultado é o cancelamento de ambas.[Q7] [Q8]Nem o Princípio da Incerteza de Heisenberg, nem a Primeira Lei da Termodinâmica impõem qualquer limite à duração temporal de uma flutuação quântica no vácuo cuja energia total é zero; logo, a longevidade do universo não descarta a possibilidade de uma origem por flutuação quântica no vácuo.[Q9] A proposta não é que todo o universo teria se formado em um único instante, mas que uma flutuação quântica no vácuo tenha funcionado como semente para uma expansão local do espaço-tempo, que automaticamente geraria matéria como um efeito colateral.[Q10] [Q11]

Em hipóteses desta espécie, a flutuação quântica no vácuo ocorre no espaço-tempo vazio. Outras hipóteses, mais notavelmente a de Alex Vilenkin, não envolvem um espaço-tempo preexistente, e alicerçam-se sobre o tunelamento quântico e não sobre as flutuações no vácuo.[Q12]

O “NADA” DOS FÍSICOS É REALMENTE O NADA?

Trataremos agora de uma objeção às considerações acima. A objeção é que quando os físicos citados referem-se ao “nada,” estão, na verdade, referindo-se a algo bem diferente da literal ausência de qualquer coisa. Para tentar ser o mais claro possível, irei me referir à ausência de qualquer coisa como o “nada absoluto.” A controvérsia surge por que o “nada” dos físicos não é o nada absoluto. A citação [Q5] pode parecer, a primeira vista, uma exceção. Para mim, essa é uma interpretação errada – Morris está apenas tentando dizer que o espaço nunca está verdadeiramente vazio – mas não precisamos entrar numa disputa exegética aqui, já que é completamente verdadeiro, segundo os modelos de Tryon, que a produção de flutuações no vácuo quântico ocorre em um espaço-tempo pré-existente.
O que mais pode ser dito sobre essa objeção? Duas coisas:
1. Primeiro, o que leva as pessoas a afirmarem que as coisas não surgem do nada é o fato de elas não verem coisas surgindo do espaço vazio em volta delas. Elas igualam o espaço vazio com o nada absoluto. Por isso, mostrar que as partículas podem, e que todo o universo poderia, surgir espontaneamente a partir de espaço vazio, visa atingir a conotação popular de que o universo não poderia ter surgido a partir do nada. Uma vez demonstrado que o universo pode surgir do espaço vazio, não serão muitos os que continuarão seguros de sua intuição metafísica que propõe que o próprio espaço vazio precisa ter surgido de alguma coisa.
2. Segundo, mesmo se considerarmos o espaço vazio alguma coisa, isso não terá peso tomando a hipótese de Vilenkin. Nesse ponto, os críticos objetam que a hipótese de Vilenkin pressupõe a mecânica quântica, e que as leis da mecânica quântica são “alguma coisa.” Essa é uma afirmação estranha, por dois motivos: (a) os críticos parecem querer materializar as leis naturais, que não são “coisas,” mas apenas descrições de como as coisas se comportam. Não fica claro por que alguém consideraria o fato (se for um fato) de o universo surgir de tempos em tempos de uma maneira descritível pela mecânica quântica como sendo esse tipo de “coisa.”(b) Se alguém toma fatos por “coisas”, então o nada absoluto é logicamente impossível: se o nada absoluto existiu, então haveria o fato de o nada ter existido, implicando que ao menos uma coisa (o fato do nada existir) existiu, que por sua vez, contrariaria a hipótese original. Consequentemente, se alguém trata fatos como coisas, então alguns fatos precisam existir; mas, se pelo menos um fato precisa existir, por que esse fato não poderia ser o funcionamento da mecânica quântica?

CONCLUSÃO

Eu não tentei  mostrar que o universo surgiu do nada, ou mesmo analisar todas as questões na cosmologia ou filosofia relacionadas com a ideia de o universo ter sido ou não criado. Tudo que tentei fazer foi mostrar que uma visão ateísta do surgimento ex nihilo do universo, tanto no popular como no técnico entendimento de nihil, é possível. Mesmo esse modesto passo é severamente contestado por muitos teístas, mas a física moderna decisivamente parece endossa-lo.

CITAÇÕES DE SUPORTE

[Q1] Paul Davies:

Em nosso dia-a-dia, a energia é sempre fixa; a lei da conservação de energia é um pilar da física clássica. Mas no microcosmos quântico, energia pode aparecer e desaparecer de lugar nenhum de maneira espontânea e imprevisível. (Davies 1983: 162)

[Q2] Richard Morris:

O princípio da incerteza mostra que partículas podem  passar a existir por breves períodos de tempo mesmo quando não existe energia suficiente para criá-las. Com efeito, elas são criadas por incertezas na energia. Pode-se considerar que elas rapidamente “tomam emprestado” a energia que precisam para sua criação, e então, pouco tempo depois, elas pagam o “débito” e desaparecem novamente. Como essas partículas não possuem uma existência permanente, elas são chamadas de partículas virtuais. (Morris 1990: 24)

[Q3] Paul Davies:

Embora não possamos vê-las, sabemos que essas partículas virtuais estão “realmente lá” no espaço vazio, pois elas deixam traços detectáveis de suas atividades. Um efeito dos fótons virtuais,  por exemplo,  é produzir um minúsculo desvio no nível de energia dos átomos. Eles também causam uma mudança igualmente minúscula no momento magnético dos elétrons. Essas pequenas mas significantes alterações vêm sendo medidas precisamente com uso de técnicas espectroscópicas. (Davies 1994: 32)

[Q4] John Barrow and Joseph Silk:

[Pares de Partículas Virtuais] possuem efeitos calculáveis previsíveis sobre os níveis de energia dos átomos. O efeito esperado é mínimo –  apenas uma mudança de uma parte em um bilhão, mas que vem sendo confirmado por experimentos.

Em 1953 Willis Lamb mediu esse estado excitado da energia de um átomo de hidrogênio. Este fenômeno é agora conhecido como Desvio de Lamb. A diferença na energia prevista para ocorrer devido aos efeitos do vácuo é tão pequena que só pode ser detectada como uma transição na frequência de microondas. A precisão nas medições de microondas é tão grande que Lamb foi capaz de medir o desvio em cinco “Algarismos Significativos“. Ele recebeu o Prêmio Nobel por esse trabalho logo em seguida. Não restam dúvidas de que as partículas virtuais estão realmente lá. (Barrow & Silk 1993: 65-66)

[Q5] Richard Morris:

Na física moderna, não existe tal coisa denominada “nada.” Mesmo no perfeito vácuo,  pares de partículas virtuais estão sendo constantemente criados e destruídos. A existência dessas partículas não é uma ficção matemática. Embora elas não possam ser observadas diretamente, os efeitos que elas produzem são completamente reais. A hipótese de que elas existem nos leva a previsões que têm sido confirmadas em experimentos com um alto grau de precisão. (Morris 1990: 25)

[Q6] Heinz Pagels:

Já que nossas mentes aceitam a mutabilidade da matéria e a nova ideia do vácuo, podemos especular sobre a origem da maior coisa que conhecemos – o universo. Talvez o universo passou a existir a partir do nada  – uma flutuação gigante no vácuo que conhecemos hoje como Big Bang. Notavelmente, as leis da física moderna permitem tal possibilidade. (Pagels 1982: 247)

[Q7] Stephen Hawking:

Existe algo como dez milhões de milhões de milhões de milhões de milhões de milhões de milhões de milhões de milhões de milhões de milhões de milhões de milhões de milhões de milhões (1 seguido de 85 zeros) de partículas no universo. De onde elas vieram? A resposta é que, pela teoria quântica, partículas podem ser criadas a partir de energia na forma de pares de partículas/antipartículas. Mas isso apenas levanta a questão sobre de onde veio essa energia. A resposta é que o total de energia no universo é exatamente zero. A matéria no universo é feita a partir de energia positiva. No entanto, toda a matéria está atraindo a si mesma pela gravidade. Duas partes da matéria que estão próximas uma da outra possuem  menos energia do que essas mesmas partes separadas por uma longa distância, porque, para separá-las, você tem que gastar energia contra a força gravitacional que as empurra uma contra a outra. Por isso, em certo sentido, o campo gravitacional possui energia negativa. No caso de um universo que é aproximadamente uniforme no espaço, pode-se mostrar que esta energia negativa cancela exatamente a energia positiva representada pela matéria. Logo, a energia total do universo é zero. (Hawking 1988: 129) [obrigado Ross King por esta citação]

[Q8] Paul Davies:

Existe uma possibilidade ainda mais fantástica, que é a criação de matéria a partir de um estado com zero de energia. Essa possibilidade surge porque a energia pode ser tanto positiva como negativa. A energia do movimento ou a energia da massa é sempre positiva, mas a energia da atração, como a que é produzida devido a certos campos gravitacionais ou eletromagnéticos, é negativa. Podem surgir circunstâncias em que a energia positiva que iria criar a massa de novas partículas de matéria é compensada exatamente pela energia negativa da gravidade do eletromagnetismo (sic). Por exemplo, na vizinhança de um núcleo atômico, o campo elétrico é intenso. Se um núcleo contendo 200 prótons puder ser feito (possível, mas difícil), o sistema se torna instável contra a produção espontânea de pares de elétrons-positrons, sem qualquer energia interna. Isso ocorre por que a energia elétrica negativa pode compensar exatamente a energia de suas massas.

No cenário gravitacional a situação é ainda mais bizarra, pois o campo gravitacional é apenas uma deformação no espaço – um espaço curvado. A energia contida em uma deformação no espaço pode ser convertida em partículas de matéria e antimatéria. Isso ocorre, por exemplo, na vizinhança de buracos negros, e foi provavelmente a mais importante fonte de partículas no Big Bang. Por consequência, matéria aparece espontaneamente a partir de espaço vazio. Com isso surge a questão, o Bang primordial possuía energia, ou o universo inteiro estava em um estado cuja energia era zero, com a energia de toda a matéria sendo compensada pela energia negativa da atração gravitacional?

É possível resolvermos a questão através de um simples cálculo. Astrônomos podem medir a massa das galáxias, a distância média entre elas, e a velocidade com que se afastam. Colocando os números em uma fórmula obtemos uma quantidade que muitos físicos interpretam como a energia total do universo. Realmente, a resposta revelar-se-á zero dentro do intervalo de confiança das observações. O razão para esse resultado bem característico vem sendo há tempos um quebra-cabeça para os cosmólogos. Alguns já chegaram a sugerir que deve existir algum princípio cósmico em andamento que requeira que a energia do universo seja exatamente zero. Se for esse o caso, o cosmos pode seguir o caminho de menor resistência, passando a existir sem precisar da entrada de nenhuma energia ou matéria.     (Davies 1983: 31-32)

[Q9] Edward Tryon:

As leis da física não impóem nenhum limite à escala das flutuações quânticas. A duração é, obviamente, restrita a ΔEΔt ~ h, mas  isso apenas implica que o universo tem energia exatamente zero, o que já foi demonstrado como plausível  (Tryon 1973:397)

[Q10] Victor Stenger:

Segundo a relatividade geral, o espaço-tempo pode estar sem matéria ou radiação e ainda conter energia armazenada em sua curvatura . Fortuitamente, flutuações aleatórias no vácuo em um espaço-tempo plano, vazio e inexpressivo podem produzir regiões com uma curvatura positiva ou negativa. Essa é a denominada “espuma de espaço-tempo” e as regiões são denominadas “bolhas de falso vácuo.” Sempre que a curvatura estiver positiva a bolha irá inflar exponencialmente, de acordo com as equações de Einstein. Em 10^-42 segundos a bolha irá se expandir até o tamanho de um próton e terá energia interna suficiente para produzir toda a matéria do universo.

As bolhas começam sem matéria, radiação ou campos e entropia máxima. Elas possuem  energia em sua curvatura, e são por isso denominadas de “falso vácuo.” Enquanto se expandem, a energia interna aumenta exponencialmente. Isso não viola o princípio da conservação de energia já que o falso vácuo possui uma pressão negativa (confie em mim, tudo isso resulta das equações que Einstein escreveu em 1916), o que permite que a bolha em expansão faça esse trabalho sozinha.

Enquanto o universo bolha se expande, um tipo de fricção ocorre, convertendo a energia em partículas. A temperatura então cai e uma série de processos de quebras simétricas ocorrem – semelhante ao que ocorre com um imã posto abaixo da temperatura de Curie, e surgem forças e estruturas de partículas essencialmente aleatórias. A inflação para e o processo segue para o tradicional Big Bang.
As forças e as partículas que aparecem são mais ou menos aleatórias, governadas apenas por princípios de simetria (como os princípios de conservação de energia e de momento ) que não são o produto de um design, mas exatamente o que temos na ausência de um design.

As denominadas “coincidências antrópicas,” pelas quais as partículas e forças parecem ter sido “ajustadas” para a produção de vida baseada em caborno são explicadas pelo fato de a espuma espaço-temporal ter produzido um número infinito de universos, sendo cada um distinto. Nós simplesmente calhamos de estar no lugar onde as forças e partículas prestam-se à produção de carbono e outros átomos com a complexidade necessária para a evolução de organismos vivos e pensantes.
(Stenger 1996)

[Q11] William Kaufmann:

De onde toda a matéria e radiação no universo veio, em primeiro lugar? Pesquisas recentes e intrigantes na física teórica feitas por cientistas como Steven Weinberg de Harvard e Ya B. Zel’dovich em Moscou sugerem que o universo começou como um perfeito vácuo e que todas partículas do mundo material teriam sido criadas pela expansão no espaço…

Pense no universo imediatamente após o Big Bang. O espaço se expande violentamente com um ímpeto explosivo. Ainda, como temos visto, todo o espaço fervilha de pares de partículas e antipartículas virtuais. Normalmente, as partículas e antipartículas não encontram problemas para se unirem novamente em um intervalo de tempo…breve o suficiente para a conservação da massa ser satisfeita de acordo com o princípio da incerteza. No entanto, durante o Big Bang, o espaço se expandiu tão rápido que as partículas foram empurradas para longe de suas antipartículas correspondentes. Privadas da oportunidade de se recombinarem, tais partículas virtuais precisaram se tornar partículas reais em nosso mundo. Mas de onde veio a energia para realizar essa materialização?

Relembre que o Big Bang foi como o centro de um buraco negro. Um vasto suprimento de energia gravitacional foi, por isso, associada com a intensa gravidade dessa singularidade cósmica. Esse recurso ofereceu ampla energia para encher o universo completamente com todos os tipos concebíveis de partículas e antipartículas. Assim, imediatamente após a era de Planck, o universo foi inundado com partículas e antipartículas criadas pela violenta expansão do espaço.
(Kaufmann 1985: 529-532)

[Q12] Martin Bojowald:

A condição de tunelamento proposta por Vilenkin baseia-se em um outro efeito da mecânica quântica, novamente uma consequência das propriedades da Função de Onda. A Função de Onda pode muitas vezes penetrar barreiras com suas caudas, mesmo se estas barreiras não forem tão altas para as partículas clássicas correspondentes…Vilenkin propôs em 1983 que o próprio universo poderia ter emergido de tal processo de tunelamento. Nosso universo seria a cauda de uma Função de Onda pioneira que uma vez teria penetrado a barreira do Big Bang e de sua singularidade. Mas de onde o tunelamento trouxe o universo, e de onde veio o conteúdo da Função de Onda, da qual a cauda de nosso universo é supostamente feita, antes do processo de tunelamento? A resposta de Vilenkin, óbvia e apenas à primeira vista: Do nada …

Dificilmente, pode-se atribuir um significado físico ao tunelamento “do nada” em sentido literal. Independentemente disso, o postulado de Vilenkin faz sentido ao tomarmos a Função de Onda do universo, dotada por uma condição de tunelamento com certas quantias iniciais de perda de volume. (Bojowald 2010: 222)

Referências

Barrow, John D. & Silk, Joseph. 1993. Left Hand of Creation. London: J. M. Dent & Sons.

Bojowald, Martin. 2010. Once Before Time. New York: Alfred A. Knopf.

Davies, Paul. 1983. God and the New Physics. London: J. M. Dent & Sons.

Davies, Paul. 1994. The Last Three Minutes. New York: BasicBooks.

Hawking, Steven. 1988. A Brief History of Time. Toronto: Bantam.
Kaufmann, William J. 1985. Universe: Instructor’s Manual. New York: W.H. Freeman & Co.
Morris, Richard. 1990. The Edges of Science. New York: Prentice Hall.

Pagels, Heinz. 1982. The Cosmic Code. Toronto: Bantam.

Stenger, Victor. 1996. Inflation and creation. URL:<http://www.colorado.edu/philosophy/vstenger/Cosmo/inflat.html.

Tryon, Edward P. 1973. Is the universe a vacuum fluctuation? Nature 246: 396-397.

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