Tá, só não saquei bem o que é essa tal de (27 – Cosmologia)

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Poucos dias na vida de uma criança costumam ser de contemplação, mas, por outro lado, a abertura inocente para a contação de histórias e as reservas bem disponíveis para a aquisição de conhecimento dão uma compensação à atenção pouco focada. Estou falando tudo isso porque não faz nada de tempo que eu me encontrava balançando na rede em uma pousadinha no interior de São Paulo. Era tarde da noite, e toda a redondeza estava escura, incluindo o quarto e a varanda onde eu me encontrava hospedado, enquanto a cara consorte tomava seu banho pré-nupcial. A costumeiramente longa incursão da patroa em suas aventuras hídricas já me proporcionou extensos momentos de devaneio, e este foi mais um. Não a culpo. Cada um tem seu modo de lavar a alma. O dela é este, o meu é aproveitar o vai-e-vem da rede para olhar ao céu, e ver aquela estranha faixa leitosa que o corta de fora a fora. Era comum de vê-la na infância, quase como se fosse um bibelô que mal notamos na estante, e impossível hoje em dia. Da capital da garoa, vê-se meia dúzia de estrelas, que às vezes nem mesmo as são, mas algum planeta vagando pela sua posição zodiacal, ou um maroto satélite orbitando por sobre minha desprotegida cabeçorra. Aqui, não. Sem a poluição luminosa a que tanto me habituei, faço uma rápida viagem ao passado, quando esta paisagem passava praticamente desapercebida, mas agora com o pensamento mais concentrado no que vejo.

Sem medo de criar verrugas na ponta do dedo, talvez para distingui-lo das hordas de vagalumes, indico para mim mesmo aquele traçado sinuoso, que os antigos gregos diziam ser o esguicho de leite da deusa Hera, ao descobrir, horrorizada, que o bebê a quem amamentava era fruto de uma pulada de cerca de seu marido Zeus. O rebento é muito conhecido: Hércules, o protótipo do homem divinizado. Com o dedo idiotamente em pé, fico pensando até onde seguiria minha criatividade se eu dispusesse dos mesmíssimos recursos daquela gente helênica – nenhum. Como seriam as histórias que eu contaria a meus filhos, quando me perguntassem, em uma noite especialmente aberta, que diabos era aquele rastro? Eu não sei, na verdade... Sempre procurei me apoiar em conhecimento prévio, mas hoje ele está à minha disposição, então perdi todo o meu senso lírico. Creio que eu não seria um dos grandes contadores de causos da antiguidade.

É que o ceticismo é uma praga. Começa com uma desconfiança quase inocente, que vai se enevoando cada vez mais. Quando você vê, aquele relato em que você confiava tanto vai se tornando cada dia mais e mais contraditório, principalmente quando posto diante de uma realidade que se autoexplica muito melhor, até você se convencer que a verdade não reside em um livro. A Mitologia, como eu já falei alhures, diz muito mais sobre a cultura e o modo de pensar do povo que a cria do que sobre uma verdade revelada a um vate especialmente escolhido. Este é provavelmente o processo que ocorreu na alvorada da Filosofia, quando a verdade pronta da Mitologia incomodava pela sua imprecisão poética.

Esses primeiros filósofos olhavam para as próprias coisas, e tentavam tirar delas suas causas e efeitos, suas razões de ser, suas origens e seus destinos. Com poucas réguas para medir, era da lógica que vinham suas tentativas de explicação, as famosas especulações. E o que eles viam e buscavam compreender era, primordialmente, aquele imenso universo que os cercavam, seja na proximidade que podiam tocar, perguntando a si mesmo qual era o elemento basilar de tudo, seja na incalculável distância dos mais diáfanos pontos de luz perdidos na escuridão. Estas últimas, sem dúvida, eram o maior desafio que existia para o pensamento. Para além da interpretação religiosa, os primeiros filósofos enxergavam uma ordem e uma estrutura na tela do firmamento, e tentavam explicações sem que fosse necessária a introdução de justificativas ad hoc, como faziam as diferentes mitologias. A Filosofia nasceu como Física, e, especialmente, como Cosmologia.

Tá, mas afinal de contas o que é essa tal de Cosmologia? A palavra grega kósmos significa alguma coisa como organização ou ordenamento, e isso já faz entrever que o conceito de universo passa já no seu nascedouro uma noção de que as coisas não estão onde estão por acaso ou pela vontade aleatória de uma divindade. De certa forma, é a parte mais ontológica da Astronomia, parte da Física que a abarca. Isto porque a principal pergunta da Cosmologia é: o que é o universo?

Basicamente, isso significa responder qual sua linha de vida, do que é feito e como ele se arranja no espaço. Só que o nosso espectro visível é terrivelmente diminuto quando precisamos enxergar além do alcance, porque tudo é muito grande, tudo é muito pequeno, tudo é muito longínquo, tudo é muito antigo para os padrões da nossa pobre mente descontínua. E resta-nos as obscuras sendas da elucubração para tatear algumas hipóteses.

Para que se tenha ideia de como a gênese de ideias é profícua no campo da Cosmologia, basta que se tente responder qual é a origem do universo. Melhor ainda: há uma origem ou tudo sempre existiu? Aqui temos o célebre argumento cosmológico, uma elegante aplicação da Lógica para tentar encontrar alguma solução. A tese geral é o princípio da causalidade, que diz que sempre um fenômeno é decorrência de outro. Não há gol sem chute, não há pênalti sem infração. Dessa forma, podemos regredir no tempo buscando a causa de um determinado efeito. O X da questão é se essa regressão tem fim. Se sim, podemos dizer que chegamos à origem do universo. O Primeiro Motor Imóvel de Aristóteles e a Teoria do Big Bang são dois exemplos de aplicação do argumento cosmológico com um início para o cosmos. Há quem veja, como São Tomás de Aquino, uma prova da existência de Deus neste argumento, mas não fiquem bravos se eu disser que esta assertiva é falaciosa, mais especificamente um argumentum ad ignorantiam, já que a causa primeira não precisa ser uma divindade. Aqui, entra a fé do argumentador, e não uma sequência lógica necessariamente válida. Além disso, mesmo as hipóteses de universo com início esbarram na regressão: o que havia antes do Big Bang? O que dá origem ao Primeiro Motor? Que divindade criou Deus? Notem como as perguntas referentes à Cosmologia sempre estão impregnadas de Filosofia, para muito antes de chegar ao campo observacional, e por isso mesmo toda Ciência traz consigo uma carga metafilosófica, como já discorri neste texto.

Outro questionamento que parte da Cosmologia é estrutural. O universo possui um limite ou não? Se pensarmos em um Big Bang, é possível pensar que sim, já que a expansão acelerada, que impropriamente chamamos de explosão, faz com que tenhamos a tendência em supor um avanço contínuo, da mesma forma que a marola produzida pela pedra jogada no lago vai se expandindo até chegar à borda. O que ainda fica no campo especulativo é se a “beirada do lago” universal existe: há uma margem para até onde os limites do universo poderão avançar? E o que haveria para além do “paredão”? Os físicos tem teorizado que não há um espaço para onde o universo se expande – o próprio espaço se expande com o universo. Mas, de qualquer forma, parece que há um ponto tal em que tudo possa chegar.

Ou a solução é ainda outra? A resposta pode estar na gravidade. Quando observamos o modo com o qual o universo é estruturado, podemos perceber que há uma diferença substancial entre as nossas vizinhanças e as distâncias maiores. Quando vemos os céus a olho nu, como eu fazia naquela noite balouçante, não temos a dimensão exata do que temos acima de nós. São pontos brilhantes e ça tout. No entanto, a utilização de aparelhagem cada vez mais avançada permite experimentar sutilezas imperceptíveis a partir da prosaica rede de renda de bilro. Um dos exemplos é que seu tamanho e brilho tem menos a ver com sua distância do que é possível supor. Muitas vezes, um ponto específico no céu não é uma estrela solitária, mas uma galáxia inteira. Mais do que isso: é possível observar que, a uma distância relativamente curta*, as diferentes galáxias tendem a se aproximar, formando grupos locais que possuem grandes vazios entre eles. À medida que obtemos dados de objetos situados a distâncias maiores, somente detectáveis por instrumentos muito sofisticados, percebemos que os mesmos estão distribuídos de modo muito mais homogêneo, sem os grandes claros notados anteriormente. Isso pode fazer entrever que a ação gravitacional do momento em que estas informações chegaram a nós ainda não havia operado da mesma maneira que ao nosso redor. E aqui temos a bifurcação. Pode ser que a gravidade, a distâncias verdadeiramente grandes, não consiga mais exercer sua ação, e o universo continuará a se expandir, sabe-se lá até onde. No entanto, se a gravidade possuir força suficiente, em algum momento a contínua expansão cessará, e a atração fará com que os conglomerados de corpos celestes comecem um caminho de retorno, aproximando-se sempre e sempre mais, de forma a multiplicar sua interação gravitacional e sua atratividade, até que tudo o que exista se colida em um único ponto, produzindo o que temos chamado de Big Crunch, o retorno ao átomo primordial de tudo.

Ultimamente, o novo santo graal da Cosmologia é a energia escura, ainda no campo da hipótese, e que serviria para se contrapor ao encolhimento previsto na teoria do Big Crunch. Como eu disse há pouco, caso esta estiver correta, tudo voltará a se condensar em um único ponto, em um movimento que se tornará cada vez mais acelerado, dado o aumento de energia gravitacional ao redor de um núcleo cada vez mais denso. Se isso não ocorrer e o universo continuar se expandindo, haverá um momento tal que não haverá mais energia para o prosseguimento da movimentação, e então o universo se tornará estático. A tese da energia escura lida com a hipótese de que o universo não esteja se expandido inercialmente, pela força gerada pela expansão do Big Bang, mas que esta expansão seja acelerada. É uma alternativa puramente no âmbito hipotético, porque não há elementos suficientes que possam determinar qual modelo expansivo/retrativo está correto, mas o que poderia estar por trás da sua confirmação? Seria necessária a existência de uma energia para justificar a repulsão dos objetos em oposição à força da gravidade, uma energia cuja natureza é desconhecida, e chamada de “escura” pelo motivo de não ser detectável por nada além da capacidade racional dos cientistas. Um dia, será possível determinar com exatidão um método para detectá-la, e, neste momento, ela sairá do âmbito filosófico para se tornar Cosmologia com “C” maiúsculo.

Uma outra grande pergunta da Cosmologia nos faz pensar em qual fornalha foram geradas todas as coisas que existem. Sabemos que os objetos são feitos de átomos, que são compostos por ínfimas partículas. Tudo é tão pequenino que nos faz intuir que, se agruparmos os átomos dispersos por aqui e por ali teremos volumes significativamente menores. Entretanto, a teoria do Modelo Cosmológico Padrão (nada mais do que Big Bang falado em tucanês) nos diz que o universo original anterior à expansão se concentrava em área exígua, menor que a cabeça de um alfinete. Isso dá nó na cabeça. De onde veio tudo o que existe?

Uma hipótese boa é que compactar tudo em um minúsculo ponto só é possível porque a própria matéria é uma forma de energia, como descrito na Teoria das Cordas. Ainda assim, essa é uma circunstância muito difícil de intuir. É certo que nossa dificuldade com este tipo de dúvida resida nas limitações dos nossos sentidos. De fato, dependemos deles para trazer informações para serem processadas em nossas admiráveis, porém restritas cabeças. Dessa forma, primeiramente lidamos com aquilo que vemos, e necessitamos de observações indiretas para sacarmos aquilo que não vemos. Notem como falamos em estrelas, planetas, cometas, asteroides... coisas visíveis. Sempre procuramos por elas para justificar nossas crenças, e tudo o que lhes escapa é candidato a cair nas armadilhas das lacunas. Todavia, o que você diria se eu lhe contasse que, descontados todos os órgãos e ossos do seu corpo, ainda restaria peso em uma balança, muito peso, aliás? Que há uma alma e que ela tem peso? Ou que há alguma outra coisa em sua composição que não conseguimos ver, mas que os instrumentos detectam? É exatamente isso que os astrônomos têm obtido desde meados do século XX, especialmente com os trabalhos do astrônomo Fritz Zwicky. Tomando o peso total de uma galáxia e descontando o peso individual de cada um dos seus componentes ainda resta muito peso que, aparentemente, está ligado a nada, o que é absurdo. Por não ser detectável diretamente, essa estranha diferença ganhou o nome de matéria escura, um dos principais objetos de busca cosmológica desde sua descoberta, e que vem ganhando mais métodos de aferição, ainda indiretos, mas cada vez mais precisos. Isso tudo nos faz supor que há muito mais no cosmos do que conseguimos detectar.

Em suma, a Cosmologia é hoje a parte da Ciência provavelmente mais prenhe de Filosofia que podemos imaginar, como já a é desde o seu próprio nascimento, como se um mega tatatatatataravô meu estivesse deitado em algo semelhante a uma rede, riscando o céu com o dedo, enquanto aguardava vovó se banhar no rio mais próximo. Bons ventos a todos.

Recomendação de série:

É um clássico da divulgação científica que foi renovado em época razoavelmente recente. Trata-se da série Cosmos, a obra-prima de Carl Sagan, que me maravilhava na virada da infância para a juventude, e que foi remoçada brilhantemente através da voz de seu sucessor, Neil deGrasse Tyson. Tem na Netflix. Para curtir a beça.

BRAGA, Bannon; DRUYAN, Ann; POPE, Bill. Cosmos: Uma Odisséia do Espaço-tempo. Filme. Série em 13 episódios. Cor. 44 min por episódio. EUA: Cosmos Studios, 2014. Disponível em: https://www.netflix.com/title/80004448

* É preciso lembrar que “distância curta” em termos siderais sempre é algo relativo. A unidade básica para mensurações espaciais é o ano-luz, ou seja, a distância que a luz percorre em um ano. Pensemos que o Sol, que aquece o planetinha, está a oito minutos-luz daqui, para ter uma parca noção de que medidas tentamos exprimir.

Pequeno guia das grandes falácias - 15º tomo - O raciocínio circular (circulus in demonstrando)

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(Este texto foi revisto porque eu fiz uma confusão dos diabos entre circulus in demonstrando e petitio principii, que busco remir agora. Peço desculpas a todos pelo inconveniente e prometo melhorar).

Tostines vende mais porque está sempre fresquinho ou está sempre fresquinho porque vende mais? Quem tem mais de 40 lembra-se dessa, com certeza.

Esse é um exemplo clássico de raciocínio circular, conhecida em latim por Circulus in demonstrando, uma falácia informal em que a conclusão é obtida a partir de premissas que já a reputam como verdadeira, ou seja, a conclusão prova as premissas e as premissas provam a conclusão. Parece como a mística figura do Ouroboros, a serpente que engole o próprio rabo.

Ouroboros, a serpente se morde o próprio rabo

É óbvio que o texto do primeiro parágrafo não passa de uma bem pensada brincadeira com as palavras, uma peça publicitária que visa induzir a elucubração do pretendido consumidor das bolachas (no Rio: bishcoito), mas é uma falácia que engana (como de resto costuma acontecer com sofismas) por parecer fácil de detectar. Vejam um exemplo:

“Não acredito em falas de políticos porque eles são mentirosos.

E por que eles são mentirosos?

Porque são políticos”.

Mas alguns deles são muito mais sutis. Se dissermos que uma ação é ilegal porque a lei a proíbe, além de estarmos dissertando sobre o óbvio, estaremos induzindo um raciocínio circular, porque podemos desmembrar esse raciocínio da seguinte forma:

“Ações ilegais são proibidas por lei.

O que torna uma ação ilegal?

A lei.

O que a lei proíbe?

Ações ilegais”.

Mas isso ainda é brincadeira de criança. Talvez um dos melhores exemplos de circularidade no mundo das Ciências seja a intrigante questão da escuridão do céu noturno. Como bem sabemos, durante o dia, quando um dos hemisférios da Terra está voltado para o Sol, há intensa luminosidade, mesmo que haja bastante nuvens a cobri-lo. De noite, pelo contrário, vemos uma imensa miríade de estrelas – principalmente se estivermos longe da poluição luminosa das grandes cidades. Mas, fora destes pontos, reina a escuridão.

A princípio, tudo isso parece tremendamente lógico, porque parte de informações que colhemos todos os nossos dias, desde o momento em que nossa pernóstica espécie ficou ereta e começou a juntar lé com cré. Só que a partir do momento em que a humanidade começou a tornar seu conhecimento cosmológico mais e mais complexo, algumas perguntas que contradiziam a mera observação começaram a surgir. Acompanhemos o argumento de Jean de Cheseaux, matemático suíço: “Se o número de estrelas é infinito, o céu deveria estar coberto por um disco estelar que o preencheria completamente”. 

Esse raciocínio, como pode se observar, parte da premissa de que o universo é infinito tanto no tempo quanto no espaço, sendo que todo o horizonte cósmico seria fundeado por estrelas, membros de constelações de número igualmente infinito.

Tempos depois, o problema foi reproposto pelo astrônomo alemão Heinrich Olbers, no que ficou conhecido como “paradoxo de Olbers”. O que diz nosso amigo?

“Se o universo fosse estático e preenchido com uma distribuição uniforme de estrelas, cada ponto de visada no horizonte terminaria em uma estrela, e o céu seria uniformemente brilhante”. Algo assim.

O paradoxo já contém em si, implicitamente, uma proposta de solução. Talvez o universo não seja estático, e, mais ainda, não seja infinito. Esta ambiguidade viria a ser resolvida pela Teoria do Big Bang, conforme veremos.

Vocês já perceberam o que acontece quando uma ambulância está passando perto da gente? Na medida em que o veículo se aproxima, o som da sua sirene vai ficando cada vez mais agudo, até o momento em que passa por nós. Logo após, na medida em que se afasta, seu som vai ficando cada vez mais grave, até desaparecer. Não vou entrar em grandes detalhes, mas isso acontece porque, na proporção em que uma fonte sonora se movimenta, a frequência das ondas que emite varia. Com isso, a percepção que temos, estando parados em relação à ambulância, é de variação sonora. É o chamado Efeito Doppler.

Acontece que essa não é uma propriedade exclusiva do som, mas da propagação das ondas. Também a luz é constituída por elas, e o efeito Doppler também se aplica a ela. Como a velocidade da luz é muito maior que a do som, nossa percepção não é tão aguçada para perceber as alterações de frequência, mas, quando aplicada a distâncias astronômicas, já se torna possível fazer observações das variações.

Pois bem. Enquanto a variação da frequência sonora é percebida pelo deslocamento de sons agudos e graves, para a frequência luminosa temos uma variação através do espectro de cores. Um exemplo bastante comum é o arco-íris. Outro exemplo são os desmembramentos da luz branca ao passar por um prisma. Colhi um diagrama do site http://www.climar.pt, para ficar mais claro, representando o mesmo deslocamento produzido pelo arco-íris e pelo prisma.

Além das cores do espectro visível, há frequências que nossos olhos não conseguem enxergar. Antes do violeta, há o ultravioleta (com seus incômodos efeitos ao organismo), os raios X e os raios gama. Após o vermelho, temos o infravermelho e as ondas de rádio. Quando consideramos essas frequências não visíveis, chamamos este espectro de eletromagnético.

Com relação aos sons, notamos que conforme aumenta a distância, a frequência diminui, e os sons tornam-se mais graves, até fugir do alcance dos ouvidos. Passando para a radiação luminosa, a distância aumentada e a consequente diminuição da frequência deslocam o espectro para o lado vermelho. Conclusão: quanto mais longínquo um objeto, maior o deslocamento da frequência eletromagnética para o vermelho. É um fenômeno conhecido entre os físicos como redshift – deslocamento para o vermelho.

E o que tudo isso significa? Quando é analisada a luz proveniente das diferentes galáxias, é detectado um deslocamento para o vermelho em todas elas. Caminhando para o vermelho, é possível concluir que elas estão se afastando de nós, bem como se afastam entre si. E a conclusão maior: o universo está em contínua expansão.

Isso tudo levou os cientistas a teorizar sobre o universo original. Se as galáxias estão se afastando, isso significa que elas estiveram todas juntas, em um passado bastante remoto. Essa linha de pensamento levou o padre e físico Georges LaMaître a supor uma espécie de “átomo primordial”, onde toda a matéria do universo estava concentrada em um único ponto, em uma densidade inacreditável, até que houve início, por algum evento indeterminado, a expansão que hoje conhecemos. Em seguida, o físico ucraniano Georgiy Gamow aperfeiçoou a ideia, modificando o átomo primordial para uma “sopa” extremamente densa e quente, constituída por partículas em um incomensurável esmagamento. Houve um ponto em que a capacidade de aumentar a densidade deste suposto líquido entrou em colapso, gerando algo semelhante a uma explosão, que faria com que todo o composto se espalhasse pelo espaço. Era o Big Bang.

Voltando agora ao céu noturno, e já pensando em um universo em movimento, podemos concluir que, por mais rápida que seja a propagação da luz pelo espaço, há objetos siderais tão distantes de nós que a luminosidade emitida por eles ainda não teve tempo de chegar até nós. Mais ainda: como as galáxias estão se afastando, conforme pode ser deduzido pelo estudo do redshift, cada vez mais sua frequência diminui, a ponto de se evadir do espectro luminoso e cair em uma radiação infravermelha, já imperceptível pela visão. Desta forma, podemos notar que ambas as explicações resolvem o paradoxo de Olbers!!!

Poderia falar ainda mais, como a radiação cósmica de fundo, mas eu me prolongaria demais, e já estou me afastando qual uma estrela perdida pelo cosmos. A falácia do raciocínio circular já está em pleno desvio para o vermelho. Ela ocorre quando tentamos atribuir ao céu escuro noturno uma confirmação da ocorrência do Big Bang. Não podemos proferir uma frase como “O Big Bang é verdadeiro porque é comprovado pelo céu escuro, já que o céu escuro é justificado pela existência do Big Bang”, sob pena de incorrer na falácia combatida neste texto.

Esclareço. A teoria do Big Bang fornece uma explicação da existência do céu escuro, mas a existência do céu escuro não confirma a teoria do Big Bang. Muitas outras explicações seriam plausíveis, como algum tipo de desvio luminoso, ou perda de intensidade da radiação, ou a existência de alguma matéria que absorvesse a luz estelar, tudo isso sem que o Big Bang pudesse ser descartado. Portanto, uma afirmação de que o Big Bang explica a escuridão noturna e que isso confirma a existência do Big Bang é a típica configuração do circulus in demonstrando, a nossa referência circular.

Para fazer um adendo, é preciso lembrar que a Ciência não se move com paradigmas imutáveis. Em outras palavras, ela não é dogmática. A Teoria do Big Bang é hoje a maneira mais bem aceita pela comunidade científica para solucionar o problema da origem do universo, mas não é definitiva. Muitas coisas ainda precisam ser mais bem elucidadas, como a descrição dos quasars e dos buracos negros, mas na medida em que a Astronomia fizer novas descobertas, elas serão confrontadas com o Big Bang, seja para corroborá-lo, seja para refutá-lo. É assim que funciona a Ciência e é isso que a torna fascinante: nenhuma resposta é fácil, nem cômoda, nem definitiva.

E eu dei essa volta toda só para explicar o funcionamento de uma falácia! Filosofia também é muito legal.

Só para terminar: existe raciocínio circular não falacioso? Mais ou menos. Poderíamos dizer que sim, mas neste caso chamamo-los de tautologias, que, em geral, são tolas, apesar de verdadeiras. Dizer que uma característica cultural não é natural e que, portanto, as plantas não possuem cultura porque são naturais é autoevidente, mas não é uma mentira. Assim, é preciso tomar certo cuidado em diferenciar a tautologia da falácia do raciocínio circular.

Recomendação de filme:

Não se trata exatamente de um filme que traduz uma falácia, mas de uma obra que retrata uma situação de circularidade surpreendente, como, aliás, é a atuação do careteiro Jim Carrey, excelente neste caso. Devo dizer mais: de uns quinze anos para cá, este ator deu um rumo muito melhor para a carreira, lançando os bons Todo Poderoso e Show de Truman. Mas o filme abaixo é verdadeiramente bom. Recomendo bastante.

GONDRY, Michel. Brilho eterno de uma mente sem lembranças. Filme. EUA: Universal Pictures, 2004. Colorido. 108 min.

Agradeço à Deb por emprestar suas mãozinhas e seu talento para ilustrar a foto deste texto.