Repensando o Big Bang

A interpretação sobre o que é a expansão do cosmo está mudando

Imagino que a maioria dos leitores de desta coluna esteja familiarizada com a ideia do Big Bang, a explosão que marca o início do tempo, o início da expansão cósmica que, pelo que sabemos, continua firme e forte até hoje. Porém, quando começamos a pensar seriamente na questão do início de tudo, surgem tantas dúvidas e confusões que é bom revisitá-la de tempos em tempos.
 

Antes de mais nada, o que significa expansão do Universo? Quando Edwin Hubble descobriu que as galáxias estavam se afastando umas das outras em 1929, a interpretação mais imediata era que o Universo estava em expansão. Quando mencionamos que a expansão é uma consequência do Big Bang, é muito comum pensar numa espécie de explosão, com as galáxias voando pelo espaço como detritos.

Na verdade, a expansão do Universo não é isso; quem expande, ou estira como uma tira de elástico, é o próprio espaço. As galáxias são carregadas pela expansão como se fossem rolhas boiando num rio. Quando olhamos em torno, vemos que todas as galáxias se afastam umas das outras. Não existe um centro da expansão, como no caso de uma explosão. De outra manteira, existiria um centro do Universo, um ponto mais especial do que os outros. Mas esse ponto não existe.

O cosmo é muito democrático: todos os pontos são iguais. Mas o que causou o Big Bang?
Esta questão, que tradicionalmente era relacionada com a questão da "Primeira Causa", também foi revisada nos últimos anos. Até meados da década de 1980, era comum pensar que o Big Bang marcava o estágio inicial da expansão cósmica, uma época no passado remoto onde o cosmo era tão quente e denso que a matéria estava dissociada nos seus componentes mais básicos, as partículas elementares. Partindo disso, é de se esperar que a matéria à altas pressões e temperaturas expanda; ou melhor, que ela tenha provocado a expansão do espaço.

Quando se perguntava "Mas o que causou este estado inicial?", a resposta era meio vaga: a teoria que usamos para descrever o Universo, a teoria da relatividade geral de Einstein, não funciona nesses momentos iniciais.

Precisamos de uma nova teoria, que seja aplicável nessas condições extremas. Isto continua sendo verdade: não temos uma teoria quântica para explicar a gravidade. Mas a interpretação do Big Bang mudou.

Segundo as teorias atuais, o Universo passou por uma fase de expansão extremamente rápida, mais rápida do que a velocidade da luz. Isso é possível com a geometria do espaço, mesmo que a matéria não possa viajar mais rápido do que a luz. E o que causou essa expansão? Acredita-se que tenha sido um "campo escalar", um tipo de matéria hipotético que tem a incrível propriedade de provocar esse tipo de comportamento. Pode parecer mágica, mas não é.

Campos escalares são muito plausíveis. Por exemplo um de seus primos chamado campo de Higgs poderá ser descoberto em 2010 ou 2011 no LHC, o grande acelerador de partículas na fronteira da Suíça com a França.

Quando está fora de sua posição de equilíbrio, feito uma bola rolando uma ladeira, esse campo gera a expansão ultra-rápida do espaço. Ao descer, sua energia e pressão alimentam a expansão cósmica. Chegando perto do fim, o campo libera sua energia explosivamente, criando um mar de partículas de matéria. (O truque vem de E=mc2, que diz que é possível converter energia em matéria.)

O processo violento em que a matéria surge desse campo é como a maioria dos físicos hoje interpreta o Big Bang. Em outras palavras, o Big Bang não foi o começo de tudo! Mas então o que foi? Disso, falamos numa outra semana.

2012: O "fim" do mundo

Neutrinos sofrendo mutações? Darwin virou astrofísico?

No fim de semana passado, o filme "2012", dirigido pelo mestre do cinema-catástrofe Roland Emmerich (de "Independence Day" e "O Dia Depois de Amanhã"), explodiu nas telas mundo afora. Segundo o jornal L.A. Times, o faturamento estimado, só no primeiro fim-de-semana, foi de US$ 225 milhões.
 

Um dos maiores da história. Por que tanta gente quer ver o mundo acabar?
 

O casamento entre mitos de fim do mundo -no caso, um texto maia extremamente vago- e o poder dos meios de comunicação parece ser irresistível. O que estamos vendo, em grande escala, é a universalidade do medo. O mesmo que fazia as pessoas tremerem durante a Idade Média ou na cordilheira dos Andes quando surgia um cometa no céu, ou quando ocorria um eclipse total do Sol.
 

Tanto no passado quanto no presente, os céus estão cheios de deuses; e, pelo jeito, a maioria das pessoas ainda acredita que são eles que determinam se vamos ou não viver. Primeiro, tenho o dever de analisar a base científica do filme. Afinal, como disse um dos personagens, "com todas nossas máquinas e tecnologia, e os maias já haviam previsto isso tudo".
 

Será? A história começa no fundo de uma mina na Índia, onde cientistas analisam o fluxo de neutrinos vindos do Sol. Até aqui tudo bem, é isso mesmo o que ocorre. Existem vários laboratórios pelo mundo localizados em minas profundas. O maior deles é chamado Super-Kamiokande, no Japão. (http://en.wikipedia.org/wiki/Super-Kamiokande) Nas cavernas das minas, tubos fotomultiplicadores ultrassensíveis podem acusar a raríssima interação de um neutrino vindo do interior do Sol -uma profusão deles é produzida na fusão de hidrogênio em hélio que gera a energia solar- com moléculas de água em tanques gigantescos. Aliás, cerca de 1 trilhão desses neutrinos solares passa pelo seu corpo por segundo, sem que você se dê conta: por isso, são chamados de "partículas-fantasmas", capazes de atravessar paredes de aço de quilômetros de espessura como se não existissem.
 

A história fica absurda quando o cientista indiano explica ao americano que, de uns anos para cá, os neutrinos solares sofreram uma mutação e começaram a interagir intensamente com a matéria no interior da Terra.
 

Neutrinos sofrendo mutações? Feito bactérias? Darwin virou astrofísico? Não só isso, mas esses neutrinos misteriosamente não interagiam conosco ou com navios e aviões, só com o metal no interior da Terra, causando o seu rápido aquecimento. Neutrinos não sofrem mutações. As estrelas, centenas de bilhões delas só na nossa galáxia, vêm funcionando exatamente do mesmo modo há pelo menos 10 bilhões de anos sem esse tipo de anomalia. Cientificamente, o cenário de 2012 não faz o menor sentido.
 

Mas, como é um filme e não um documentário, não deveríamos esperar uma ciência precisa; disso, já desisti.

(Por coincidência, escrevi um roteiro junto com um colega no qual o Sol também entra em crise. A diferença é que, no nosso caso, a ciência é bem mais sólida. Infelizmente, os estúdios de Hollywood não parecem estar muito interessados.) O que podemos dizer desse medo apocalíptico para 2012?
 

Em termos concretos, que é uma fabricação. O Sol passa por ciclos, noa quais sua atividade oscila com um período de 11 anos. No máximo do ciclo, uma maior atividade magnética ocorre, e aumenta o número de manchas solares e de emissão de matéria. O próximo máximo é esperado para 2011. Ocorrerão algumas tempestades solares e, como é o caso a cada ciclo, algumas serão maiores, outras menores. Espero que as pessoas não confundam fantasia com realidade e entrem em pânico inutilmente.

Ver o céu é ver o passado

Onde podemos chegar observando a luz que viajou bilhões de anos até nós?

Dizer que olhar para o céu noturno é vislumbrar tudo o que existe é o mesmo que dizer que olhando para o mar vemos o que se passa embaixo d'água. Da nossa perspectiva limitada, no canto de uma galáxia que, por si só, abriga uns 300 bilhões de estrelas, o que vemos é muito pouco do que realmente está escondido na escuridão do céu noturno.
 

A olho nu, numa noite muito estrelada, vemos apenas alguns milhares de delas, nossas vizinhas, uma fração ínfima das que existem. Imagine mesmo que nem todos os planetas vemos a olho nu e muito menos suas luas; Urano só foi descoberto em 1781. Felizmente, o que não vemos com os olhos vemos com nosso instrumentos.

Hoje, temos muitas janelas para os céus, uma metáfora que usei há tempos nesta coluna. É bom lembrar que o espectro eletromagnético, isto é, o conjunto das várias radiações emitidas por átomos e moléculas quando os seus elétrons pulam de órbita, é muito mais amplo do que os nossos olhos enxergam. Somos criaturas do Sol, evoluímos e nos adaptamos à vida sob a tutela energética da nossa estrela-mãe. Portanto, nossos olhos se desenvolveram para ver principalmente na radiação dominante que vem do Sol, a luz visível.

Mas essa é só uma parte da história; existem muitos outros tipos de radiação, invisíveis aos olhos, mas nem por isso menos reais. O leitor conhece várias: os raios X, a radiação infravermelha, a ultravioleta, as micro-ondas, as ondas de rádio. A astronomia moderna não se limita aos telescópios tradicionais, que coletam a luz visível emitida por objetos distantes. Quando, por exemplo, olhamos para o Sol com instrumentos adequados, podemos vê-lo irradiando todas essas outras ondas eletromagnéticas.

Com o Telescópio Espacial Hubble, junto aos seus primos presos nos topos de montanhas terrestres, astrônomos visualizaram galáxias em estado bem primitivo, ainda bebês, à distâncias maiores do que treze bilhões de anos-luz daqui, quase na fronteira do que é possível ver. Vale lembrar que, ao olharmos para o céu noturno, estamos olhando para o passado; quanto mais longe o objeto, mais tempo para a sua luz chegar até nós.

Portanto, quando dizemos que um objeto está a 13 bilhões de anos-luz de distância, isso significa que a luz que vemos hoje saiu dele há 13 bilhões de anos. Como comparação, a idade da Terra é de 4,6 bilhões de anos, e a do universo de 13,8 bilhões de anos. Esses números mostram que essas galáxias existiam muito antes do nosso Sol, quando o Universo era ainda um infante de 800 milhões de anos.

Até onde podemos chegar? Infelizmente, nossas observações através do espectro eletromagnético esbarram numa barreira intransponível quando o universo tinha apenas 400 mil anos. Antes disso, as interações entre a matéria e a radiação eletromagnética eram tão intensas que estas não podiam viajar livremente pelo espaço. Para vermos algo dessa época a radiação tem de viajar de lá até nós; portanto, não podemos captar qualquer radiação anterior à essa época; o universo, nos seus primeiros 400 mil anos, era opaco a qualquer tipo de radiação eletromagnética.

Existe um outro tipo de radiação que, em princípio, nos permitiria "ver" até o Big Bang, ou quase: a radiação gravitacional, ondas emitidas por massas em movimento irregular. Várias "antenas" vêm tentando captar as primeiras ondas gravitacionais, por exemplo, vindas de buracos negros ou de colisões estelares. No futuro próximo, duas missões espaciais estão planejadas para atingir grande precisão; talvez, com elas possamos captar alguma informação oriunda dos primeiros instantes após a origem do universo.

40 anos de internet

Será que a tecnologia está redefinindo quem somos?

Faz 40 anos que os computadores de Leonard Kleinrock, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, e de Douglas Engelbart, do Instituto de Pesquisas na Universidade de Stanford, foram conectados por uma "linha especial" da Arpanet, um sistema de apenas quatro computadores que faziam parte de um projeto do Departamento de Defesa dos EUA.

Com o passar dos anos, o sistema exclusivo de tráfego de informação evoluiu, saiu dos laboratórios de cientistas para o público e hoje é conhecido como internet.

Não há dúvida de que a internet está transformando o mundo, de que vivemos em meio a uma revolução. A questão, ou uma delas, é que tipo de revolução é essa: será que a internet pode ser comparada, por exemplo, ao telefone ou ao carro, ou mesmo à imprensa de tipo móvel, que revolucionou o livro? Ou será que ela pertence a outra classe de tecnologia, que não só transforma a sociedade mas que vai além, redefinindo quem somos?

A questão é complicada, difícil até de ser formulada. O telefone e o carro transformaram o modo como as pessoas se comunicavam, iam ao trabalho, viajavam, viam o mundo. Como toda tecnologia que se torna de uso público, primeiro começaram pequenos, com alcance limitado: eram poucas as linhas telefônicas e as estradas.

Aos poucos, as coisas foram crescendo e, em meados do século 20, telefones e estradas estavam pelo mundo todo. Uma diferença bem importante é que a internet, por ser acessível por computadores, é bem mais aberta aos jovens. Telefones celulares também; os jovens têm a sua privacidade, o seu espaço virtual separado do dos pais e irmãos. A comunicação é tão fácil e rápida que chega a tornar o contato direto, em carne e osso, desnecessário.

Talvez seja uma preocupação dos meus leitores mais velhos, que, como eu, nutriam as amizades no campo real e não por meio de sites como Facebook e Twitter, mas será que a internet nos fará desaprender como nos relacionar diretamente com outros seres humanos?

Deixando esse tipo de preocupação de lado, se olharmos para a história da civilização, veremos que podemos contá-la como uma história da tecnologia. À medida que novas tecnologias foram sendo desenvolvidas, do controle do fogo e da rotação de terra na agricultura até a roda, o arado e os transistores e semicondutores usados em aparelhos eletrônicos, nossa história foi, em grande parte, determinada pelas nossas máquinas. Valores e interesses mudam, e visões de mundo se transformam de acordo com nossos instrumentos.

O Homo habilis, nosso ancestral que usou ferramentas pela primeira vez, evoluiu rumo aoHomo sapiens e, agora, este se transforma no Homo conectus. Será que nossos avanços tecnológicos são, hoje, a principal mola da nossa evolução como espécie? Nesse caso, será que a tecnologia está redefinindo o que significa ser humano?

Descontando uma grande devastação biológica, como uma epidemia de proporções globais ou um cataclismo climático ou ecológico, somos donos da nossa evolução: nossa transformação como espécie ocorre muito menos devido a mutações aleatórias e ao processo de seleção natural do que, por exemplo, devido a um maior intercâmbio racial, à melhor alimentação e aos avanços da medicina, à integração de tecnologias diversas com o corpo (marca-passos, órgãos e membros artificiais) e com a mente (drogas que mudam nossas emoções, implantes nos olhos e ouvidos, chips no cérebro).

A internet talvez represente uma nova fronteira, a da integração coletiva da humanidade a um nível sem precedentes. Se não no mundo real, ao menos no virtual.

O símbolo perdido

Dan Brown aproveita a fixação popular com a pseudociência

Robert Langdon, o professor-herói dos romances de Dan Brown, está de volta. Desta vez, sua batalha é travada bem mais perto de casa. Em vez das ruas de Paris e de Roma, o professor de "simbologia" de Harvard (uma categoria acadêmica que, aliás, não existe: semiótica talvez fosse mais adequado) luta pela sua vida e pelo despertar de uma nova era para a humanidade nas ruas e monumentos de Washington.

A premissa do livro é fascinante: e se a sabedoria do passado, dos egípcios, dos alquimistas, dos videntes e dos magos, guardada corajosamente por maçons, rosacruzes e outros membros de sociedades secretas, estivesse de alguma forma ligada com a ciência moderna -em particular com as ciências neurocognitivas, que exploram o funcionamento do cérebro?

Será que a mente humana tem poderes ocultos que ainda não foram explorados e que têm o potencial de mudar o curso da história? Não vou estragar o livro contando o seu enredo. O que podemos fazer aqui é explorar se as ideias que Brown propõe no livro têm algo de concreto. A premissa é que a Bíblia e a maioria dos textos sagrados têm, essencialmente, a mesma mensagem: nós, humanos, somos deuses.

Senão na prática, ao menos em potencial. Não é à toa que a Bíblia começa com Adão e Eva, imortais, caminhando junto a Deus no Jardim do Éden e culmina, após a perda dessa imortalidade devido à descoberta do pecado, com a Ressurreição. No livro, Brown interpreta a Bíblia e outros textos sacros e profanos como manuais que explicam como podemos voltar a ser deuses.

Os maçons são os guardiães desses segredos, que são preciosos demais para serem revelados. Daí os códigos, os símbolos e a trama mirabolante de como decifrar o mapa que revela onde os segredos se encontram. Esse é o papel da religião na história.

A ciência entra através da heroína, Katherine Solomon. Sua pesquisa que, claro, é secretíssima, concentra-se na chamada "ciência noética", supostamente a ciência que estuda os poderes do cérebro. O mais importante deles é a capacidade da mente de interagir com a matéria: em princípio, podemos mover a matéria com o poder do pensamento. Quem se lembra do israelense Uri Geller e dos vários "entortadores de colher" que eram populares nos anos 1970? Eles seriam exemplos dos superdotados, dos humanos com poderes telecinéticos extremamente avançados.

Brown usa -de forma brilhante, devo dizer- a fixação popular com a pseudociência, ligando-a ao conhecimento dos antigos: eles já sabiam disso tudo, mas, após séculos de perseguição, esse conhecimento foi quase esquecido. Agora, graças à ciência moderna, estaríamos redescobrindo a sabedoria dos nossos antepassados: a ciência justificando a religião no laboratório, mostrando que, de fato, nós somos mesmo semideuses.

O livro de Brown é um símbolo da sua convicção de que, se trabalharmos juntos, podemos transformar o mundo. Sua visão otimista é bastante louvável, se bem que ele também menciona que esse mesmo conhecimento pode ser usado para o mal. O vilão da história está aí para provar isso.

Infelizmente, não existe qualquer evidência concreta de que a mente pode agir sobre a matéria. Os truques de Uri Geller são facilmente repetidos por mágicos. O cérebro não parece ser capaz de gerar uma interação mecânica com os objetos à sua volta. Por outro lado, temos ainda muito a aprender sobre os poderes da mente. Nesse meio tempo, se a força do pensamento pode fazer alguma coisa, é através das ações e escolhas que fazemos -essas sim, capazes de melhorar o mundo em que vivemos.

Tensão criadora

Roald Hoffmann argumenta que nem sempre o mais simples é o mais belo

Na semana passada, tive o prazer de assistir uma palestra proferida pelo Prêmio Nobel de Química Roald Hoffmann, que esteve visitando a minha universidade nos EUA por algumas semanas.

Hoffmann é conhecido de muitos no Brasil. Participamos juntos do Carnaval no Rio, quando saímos com a Unidos da Tijuca fantasiados de Santos Dumont em 2004. A escola, com um tema de ciência e criatividade, ficou em segundo lugar, motivo de grande festa. Aqui em Dartmouth, Hoffmann veio como químico, poeta, sobrevivente do Holocausto e dramaturgo. É óbvio que Hoffmann não é um Nobel típico. A palestra a que me refiro tratava de química e criatividade. Foram tantas ideias interessantes que queria dividir algumas com os leitores. O título era já bem instigante: "A tensão criativa da química".

"Mesmo que exista uma estrutura que permeie a realidade, existem 36 meios de representá-la." Aqui já vemos uma noção de pluralidade do conhecimento: existem muitos meios de construir o conhecimento sobre o mundo -e a ciência não é o único.

Hoffmann é um cientista humanista, que vê a ciência dentro de seu contexto histórico-cultural e não imune aos preconceitos que definem tantas das nossas escolhas. Por exemplo, passou um bom tempo falando sobre simplicidade versus complexidade.

Por que amamos o simples? Mostrando a imagem de uma molécula de hemoglobina, extremamente complicada e absolutamente fundamental para a vida, afirmou: "Esta molécula não é bela porque é simples. Mas é bela assim mesmo". A estética da ciência, principalmente devido ao sucesso do reducionismo na física, sempre buscou o mais simples, atribuindo-lhe beleza. A famosa "navalha de Occam", que diz que, se existem duas explicações para o mesmo fenômeno, a mais simples deve ser a verdadeira, implicitamente assume que o mais simples é o mais belo. Será sempre assim?

Mostrando imagens dos parques de Gaudí em Barcelona, de igrejas rococó na Espanha, na Alemanha e na Itália, Hoffmann argumentou que nem sempre o mais simples é o mais belo. Economia na forma pode ser muito importante na física, mas na biologia a complexidade absurda das moléculas parece estar dizendo algo de diferente. A estética da vida e a dos homens pode ter muito mais em comum do que imaginamos.

"A natureza é o que é, mas não é simétrica." Hoffmann retornou a esse tema diversas vezes. O que ele quis dizer com isso? Claramente, simetria é uma ferramenta muito importante nas ciências. O que seria da geometria sem ela? Também na física buscar simetrias sempre leva a grandes simplificações: simetria, simplicidade, beleza e verdade parecem andar de mãos dadas na história da ciência. Mas será que esse paradigma já rendeu o que tinha de render? Não há dúvida de que o simples leva à grandes revelações.

Mas o complexo também. Principalmente quando migramos da física à química e à biologia. O que dificulta as coisas é que o estudo de estruturas complexas precisa de ferramentas diferentes, e poucas existem hoje. "A química é a ciência da transformação, e pessoas não gostam de mudanças." Aqui, Hoffmann se referiu ao menor interesse que o público tem em química, quando comparada à física e à biologia. Basta ver os temas dos livros dedicados à popularização da ciência para confirmar isso. Hoffmann sugeriu que o excesso de rigidez em ocultar o passado alquímico e mítico da química (que ele celebra) acabou por tirar a magia de uma ciência cheia de mágica. Afinal, a química é a ponte entre o átomo e a célula. Quem precisa de mais do que isso para se empolgar com ela?

Einstein e o Antropólogo

Um físico não pode se dar o luxo de se esconder por trás de arbustos

Imagine ser um dos maiores cientistas da história. Suas teorias revolucionaram a visão de mundo humana, tornando-se sinônimo de genialidade. Sua missão, como a de todo o cientista, é compreender o mundo, descrever de forma racional os mecanismos dos fenômenos naturais. Na história, poucos, pouquíssimos, igualam-se a você. Sua filosofia baseia-se numa fé inabalável na capacidade da razão humana em decifrar os mistérios da matéria. Sem limites.

Dentre seus feitos, um dos mais importantes foi mostrar que matéria nada mais é do que uma forma de energia. Outro, foi mostrar que a luz não é apenas onda mas, também, uma partícula, que ficou conhecida como fóton. Essas ideias virão a ser o arcabouço duma outra revolução do conhecimento, a física quântica. De forma inusitada, as sementes que você havia plantado com suas teorias germinam com uma força incrível.

Num dado momento, porém, atendidas por outras mãos, elas tomam o seu próprio rumo. E, rapidamente, ameaçam arruinar o mundo que você havia construído, baseado na compreensão ilimitada da Natureza, um mundo controlável e sem surpresas. Assim foi a teoria quântica que, aos poucos, tornou-se no pesadelo de Albert Einstein.

Einstein era um físico clássico por excelência. Acreditava que era possível obter uma explicação total da realidade, uma teoria unificada que descrevesse todas as facetas do mundo material. Quando a teoria quântica começou a tomar força, ficou claro que o mundo do muito pequeno era muito mais sutil, e muito mais excêntrico, do que o mundo do dia a dia.

Fenômenos realmente estranhos são de praxe nos átomos. Por exemplo, partículas subatômicas, como elétrons, podem se transformar em partículas de luz e vice-versa. Imagine se, no nosso mundo, um fusca pudesse se transformar num elefante! Partículas não têm sua posição definida com precisão arbitrária: existe sempre um limite, que chamamos de princípio da incerteza, que restringe a quantidade de informação que podemos extrair de um sistema.

Eis uma analogia. Um antropólogo descobre uma nova tribo no Amazonas. Essa tribo nunca teve contato com um ocidental. Inicialmente, o antropólogo consegue observar a tribo sem ser visto, escondido por trás de arbustos. Porém, depois de um tempo, um sentinela o descobre e ele é trazido ao chefe. Após muita confusão, o antropólogo consegue sobreviver e virar convidado da tribo, continuando suas observações. Porém, ele percebe que, após a sua chegada, a tribo já não se comporta da mesma forma: a sua presença, o contato com um estranho, mudou de forma irreversível o comportamento da tribo.

Com átomos, a situação é ainda mais difícil. Ao medirmos um sistema, mudamos o seu comportamento de forma irreversível. Ao contrário do antropólogo, o físico não tem o luxo de poder se esconder por trás de arbustos e observar o sistema sem ser visto: no mundo dos átomos e das partículas, medir é interferir: ao observarmos um sistema, mudamos irreversivelmente o seu comportamento.

Juntando isso ao princípio de incerteza, chegamos ao dilema de Einstein: se prepararmos o mesmo sistema da mesma forma várias vezes, e medirmos a mesma propriedade (por exemplo, a posição do elétron num átomo de hidrogênio a uma certa temperatura), cada medida que fizermos não dará o mesmo resultado. Temos de repeti-la muitas vezes e usar estatística: o elétron tem uma parcela de chance de estar aqui, outra de estar lá etc. Einstein queria ser como o antropólogo. Mas a tribo dos átomos é muito diferente da tribo dos homens.

Frankenstein revisitado

Se pudéssemos nos clonar e armazenar nossas memórias, seríamos imortais

É difícil não associar o nome "Frankenstein" com o monstro criado na versão cinematográfica de 1931, dirigida por James Whale, famosamente interpretado por Boris Karloff: uma criatura mentalmente perturbada, um assassino que mal podia ser considerado humano.

Quem leu o romance de Mary Shelley, entretanto, sabe que a história original era bem outra. E o seu significado, muito mais profundo.

A jovem vitoriana criou um ser muito mais sofisticado do que aquele retratado por Hollywood. No livro, publicado em 1818, o monstro não tinha nada de retardado ou de psicopata. Inteligente, conversava com o seu criador, lia livros e sonhava em ser amado. Foi aí que o problema começou.

O monstro, entendendo que a sociedade jamais o aceitaria, pede ao seu criador uma companheira com quem pudesse dividir os seus dias nos confins da Terra, longe de tudo e todos. Horrorizado, o doutor se recusa a fazer isso. Não criaria uma raça de monstros que logo se multiplicariam e destruiriam toda a raça humana.

Frankenstein é um romance de ficção científica. Ele explora a questão dos limites da ciência. Será que a ciência pode sobrepujar a morte? Se puder, será que deve fazê-lo? Ou será que existem questões que a ciência simplesmente não deve abordar?

No início do século 19, a ciência de ponta explorava as propriedades da eletricidade. Na Itália, Luigi Galvani havia descoberto a "eletricidade animal". Ele mostrou que os músculos de um sapo morto se contraem quando uma corrente elétrica passa por eles.

A conexão entre a eletricidade e a vida foi imediata. Se a eletricidade pode animar um sapo morto, por que não uma pessoa? Seria possível que o segredo da vida se ocultasse nos poderes da eletricidade? Seria esse o segredo da imortalidade?

Não há dúvida de que a eletricidade está ligada à vida. Basta assistirmos a algum seriado sobre medicina na televisão, como o popular House, para vermos corações serem reanimados por correntes elétricas. O segredo do sucesso do romance de Mary Shelley foi ter combinado a ciência de ponta de sua época com um dos maiores tabus da sociedade: o controle, por mãos humanas, da vida e da morte.

Infelizmente (ou felizmente?), para ressuscitar os mortos, nós temos que ultrapassar uma outra barreira, bem maior do que a circulação de impulsos elétricos pelo corpo. Ela é conhecida como decaimento da matéria.

Mesmo ao nível celular, e mesmo enquanto vivos, existem mecanismos celulares e genéticos que controlam o envelhecimento. Aparentemente, é possível diminuir a taxa de envelhecimento celular (ao menos em ratos de laboratório) administrando certas proteínas. Ao nível genético, ratos que têm a ação do gene mclk1 comprometida envelhecem mais devagar.

Talvez, em algumas décadas, essas técnicas levem a um controle da taxa de envelhecimento em humanos. Mesmo assim, viver 120 anos não é a mesma coisa que ser imortal.

Uma proposta mais ambiciosa e, no momento, digna de um romance de ficção científica do século 21 (o nosso Frankenstein?), é a do cientista e inventor americano Ray Kurzweil.

Ele especula que talvez um dia seja possível armazenar as nossas memórias como fazemos com a informação em computadores. Se pudéssemos também criar clones de nós mesmos, poderíamos, ao menos em princípio, programar o cérebro dos clones com a nossa "essência" de modo a propagar nossa existência indefinidamente.

Vamos supor que, um dia, algo assim seja possível. Será que estaríamos inventando o fim da humanidade, como temia o doutor Frankenstein? Ou será esse o nosso destino?

A primeira causa

O propósito da ciência não é responder a todas as perguntas; sua missão é outra

Hoje, retorno a uma questão que parece boba, de tão simples. Mas talvez seja a mais complexa que podemos tentar responder. Tanto que, no meu livro "A Dança do Universo", chamei-a de "A Pergunta". Aí vai: como tudo começou?

O que complica as coisas é que pensamos sobre tudo como um encadeamento simples de causa e efeito: cada efeito tem uma causa que o precede.

Quando vemos uma bola de futebol voando, é porque alguém a chutou; se um carro passa na rua, é porque alguém está dirigindo; se a planta cresce, é porque consegue extrair nutrientes do solo e usar a luz solar como fonte de energia; se o Sol brilha, é porque em seu centro hidrogênio está sendo fundido em hélio, liberando quantidades enormes de energia; se o Sol existe, é porque uma nuvem de hidrogênio entrou em colapso há cerca de 4,6 bilhões de anos, atraída pela própria gravidade...

Se continuarmos nessa linha, terminamos, paradoxalmente, no começo de tudo, a origem do Universo. Se o Universo existe, "algo" o fez existir.

A primeira causa é o impulso inicial da criação. Assim ela tem sido vista desde que religiões começaram a tentar explicar o enigma da origem de tudo. No caso da religião, a estratégia funcionou bem: dado que deuses são entidades sobrenaturais, eles não vivem no tempo, tendo uma existência atemporal, eterna. Assim sendo, regras de causa e efeito, ou mesmo a mera aplicação do bom senso, não valem para divindades.

Uma vez que se aceita que algo pode existir fora do tempo e pode ter poderes absolutos que transcendem as leis da natureza, tudo é possível. Até a criação a partir do nada. No Gênese, Deus criou a luz e separou as águas da terra através do verbo. Segundo Santo Agostinho, que muito se preocupou com esse assunto, o tempo e o espaço surgiram com o mundo. Antes da criação, não havia o "antes", pois o tempo não existia. Outras narrativas de criação do mundo resolvem a questão da primeira causa de forma semelhante, postulando a existência de entidades divinas e, portanto, alheias aos vínculos temporais que tanto nos limitam.

E a ciência? Será que é possível resolver a questão da primeira causa de modo científico? Esse é um debate ferrenho que, infelizmente, entrava o progresso cultural da humanidade. Remete-nos a "guerras" inúteis contrapondo ciência e religião, como se a ciência tivesse como função substituir a fé religiosa, uma grande distorção.

Se as pessoas acreditam que a ciência é capaz de responder a todas as perguntas, incluindo a questão da primeira causa, elas se sentem justamente ameaçadas: parece que a ciência tem como missão "roubar" Deus das pessoas. De forma alguma: ao contrário do que muitos dizem, não é essa a missão da ciência. A ciência não se propõe a responder a todas as perguntas. E por um motivo simples: nós nem sabemos que perguntas são essas. Dado que jamais teremos um conhecimento completo da realidade, jamais poderemos construir uma narrativa científica completa.

Sempre existirão questões não perguntadas e não respondidas; e mesmo questões que nada têm a ver com a ciência. A escolha do que fazemos com essa nossa ignorância perene é pessoal: existem aqueles que preferem optar por ter fé em entidades sobrenaturais e existem aqueles que, como eu, preferem aceitar a simplicidade do não-saber. Não ter todas as respostas é a pré-condição para o nosso crescimento. Nesse sentido, mesmo se a ciência não resolver o enigma da primeira causa -e existem obstáculos complicados que ficam para outro dia-, prefiro continuar tentando e aceitar que, por ser humano, minha visão de mundo tem limites.

A festa dos quarks

Partículas que formam os prótons e nêutrons podem ser indivisíveis

Neste mês, o legendário físico teórico americano Murray Gell-Mann completa 80 anos. Entre seus grandes feitos, o mais importante foi ter proposto uma ideia que revolucionou a nossa compreensão da composição da matéria.

Em 1963, Gell-Mann propôs que, ao contrário do que se pensava na época, os prótons e nêutrons, as partículas que compõem o núcleo de todos os átomos, não eram indivisíveis, e sim formadas por partículas ainda menores. Mostrando a sua fenomenal cultura geral (da qual se orgulha muito), Gell-Mann usou uma palavra de um texto do escritor irlandês James Joyce para batizar as partículas: "quarks". O nome fictício é bem apropriado: nem mesmo Gell-Mann poderia ter imaginado o quão estranhos são os quarks.

Já na Grécia Antiga, em torno de 400 a.C., os filósofos Leucipo e Demócrito haviam sugerido que tudo o que existe no Universo é composto de partículas minúsculas e indivisíveis, que chamaram de átomos (em grego "o que não pode ser cortado".) Durante 2.400 anos, filósofos e (mais recentemente) físicos vêm procurando pelos tijolos fundamentais da matéria. Essa é a missão do reducionismo: tentar dividir entidades complexas em entidades simples e irredutíveis.

É claro que a pergunta mais imediata aqui é se existe mesmo algum limite: se cortarmos a matéria em pedaços cada vez menores, será que chegaremos mesmo até as entidades mais básicas? Essa é a crença que vem inspirando físicos por todo esse tempo. Até o final do século 19, achava-se que os átomos dos elementos químicos (do hidrogênio ao urânio e além, os integrantes da Tabela Periódica) eram indivisíveis. Essa crença foi derrubada em 1897 quando o inglês J. J. Thomson mostrou que todos os átomos continham uma partícula ainda menor, o elétron. Alguns anos depois, Ernest Rutherford mostrou que a maior parte da massa de um átomo está concentrada num volume mínimo no seu centro, o núcleo atômico.

O integrante do núcleo com carga elétrica positiva, contrabalançando a carga negativa do elétron, ficou conhecido como próton. Em 1932, James Chadwick mostrou que outra partícula integrava o núcleo, de carga elétrica nula: o nêutron. Esse era o trio de partículas que, compondo todos os átomos da Tabela Periódica, deveria bastar para explicar a estrutura da matéria, um triunfo do reducionismo. Só que a festa durou pouco.

Durante os anos 1940 e 1950, uma multidão de partículas foi encontrada, todas aparentemente elementares, isto é, indivisíveis. Essa avalanche de partículas, centenas delas, ia contra o espírito do reducionismo, e acabou gerando uma crise na comunidade.

Será que o atomismo está errado?

Quando Gell-Mann, e também George Zweig, propuseram que essas partículas eram, de forma análoga aos átomos, composta de outras menores, o alívio era palpável. Só que... esses quarks eram muito diferentes: tinham carga elétrica fracionária e não igual à do elétron e, para piorar, não podiam aparecer por si sós. Viviam trancadas, ou confinadas, dentro dos prótons, nêutrons e suas centenas de primos.

Gell-Mann, sabendo que enfrentaria resistência, sugeriu que, se seu esquema estivesse correto, novas partículas existiriam, formadas de dois tipos de quarks, o "up" e o "down".

Quando as partículas foram encontradas, as pessoas começaram a levar os quarks a sério. Prótons e nêutrons têm três quarks cada. Desde então, foram encontrados seis tipos de quarks.

A teoria não prevê nenhum outro.

Mas será esse o fim do reducionismo?

Ou os quarks são feitos de partículas ainda menores? Esse é o tipo de pergunta que, especulações à parte, só os experimentos poderão responder.