QUE É DOMÍNIO ENERGÉTICO

AUTOR: PEDRO ABREU

A origem do Universo é um tema que sempre interessou a humanidade. Em todos os povos, e épocas, surgiram tentativas de compreender de onde veio o que conhecemos. No passado, a religião e a mitologia eram as únicas fontes de conhecimento. Elas propunham uma visão de como os deuses produziram o mundo.

Há mais de dois mil anos, surgiu o pensamento filosófico. Ele propôs uma nova abordagem, modificando e abandonando a tradição religiosa. Com o desenvolvimento da ciência, apareceu outro modo de estudar a busca para se compreender o Universo.

Atualmente, a ciência predomina. É dela que as pessoas esperam obter a resposta às indagações acerca da origem do Universo. As notícias, dão a impressão de que acabaram os mistérios, que não há mais dúvidas sobre o início e evolução do cosmo.

Mas a verdade não é essa. Há anos, que os jornais repetem as mesmas manchetes, com notícias diferentes. As teorias sobre a origem do universo ainda devem sofrer mudanças, no futuro.

A ciência não é o único modo de se estudar e tentar captar a Realidade. As antigas indagações ressurgem sempre: será possível que o Universo tenha surgido sem uma intervenção? Até que ponto os pensamentos descritivos se contradizem e se completam?

Ao longo da história da humanidade, desenrolou-se - e ainda se desenrola - um enorme esforço para descobrir de onde veio tudo aquilo que existe. Sabendo-se das fases pelas quais já passou o pensamento humano, podemos descrever o estágio atual de nossos conhecimentos.

Para isso, devemos conhecer a aventura intelectual da humanidade: a tentativa de entender a origem do Universo, a sua origem e o seu significado.

A história do pensamento humano mostra muitas tentativas para se compreender a origem do Universo. Essa busca existiu em todas as civilizações e em todos os tempos. Mas a forma de descrever essa explicação variou.

O mito, a filosofia, a religião e a ciência entre outros procuraram dar uma resposta às questões: O Universo existiu sempre, teve um início? Se ele teve um início, o que havia antes? Por que o Universo é como é? Ele vai ter fim?

O conhecimento moderno acerca do Universo está distante do que era explicado pelos mitos e religião. Nenhum deles descreveu o surgimento do sistema solar, do Sol, das galáxias e da matéria.

Por que não desistimos, de conhecer a origem de tudo? Que importância pode ter o ocorrido há 20 bilhões de anos?

Possuir uma compreensão acerca do Universo parece ser importante para que possamos nos situar no mundo, compreender nosso papel nele.

Essa busca iniciada pelos humanos ainda não terminou. De uma forma e de outra, todos participamos dessa procura.

De onde veio o mundo? Como ele surgiu? De onde vieram os humanos? Qual o significado do que existe? Em todos os tempos e em todas as civilizações, essas foram perguntas que inquietaram a humanidade e que receberam diferentes tipos de respostas.

As explicações antigas, eram denominadas “mitos”: estórias que descreviam como personagens sobrenaturais, fizeram o mundo primitivo, criaram os animais, as plantas, os humanos e estabeleceram os costumes, as leis, a estrutura da sociedade.

Esses mitos estão associados a uma visão simbolizante: os elementos descritos nos mitos eram respeitados e obedecidos; dependendo da criação, deviam ser feitos cultos que produziam o Universo e o humano. Eles explicavam como surgiram tudo o que tem importância para a vida na Natureza.

O mais antigo mito ocidental conhecido sobre a origem de tudo é o Enuma elis, um mito babilônico que parece ter sido elaborado cerca de 4.000 anos atrás. Ele começa falando sobre a unidade primitiva.

Outro aspecto interessante é que, nos mitos, os deuses vão estruturando o Universo, produzindo suas partes, dando nomes e estabelecendo as leis que devem ser obedecidas para todos os fenômenos.

O mito descreve também as outras fases de criação do Universo, até a produção dos humanos.

O estabelecimento de uma organização, de uma ordem, é o essencial de todo mito de origem do Universo – os chamados “mitos cosmogônicos”. Ele pressupõem que já existe algum elemento, desde a origem.

Ao invés de criar tudo a partir do Nada, uma divindade modifica essa situação, dividindo-a e produzindo outras. É comum o aparecimento de uma espécie de água primordial, escuridão como ponto de partida do mito.

Estudos realizados mostram que temas e idéias básicas se repetem. Em alguns casos, a tradição de um povo pode ter sido passada a um outro povo.

Lembranças pessoais de sua vida e, por outro lado, imagens gerais, uma espécie de memória da raça humana, herdada por cada pessoa ao nascer impera nas culturas do planeta.

Os mitos não são tidos como lendas, São considerados como descrição de experiências, ocorridas em um tempo primordial, envolvendo figuras não humanas que produzem uma nova realidade. Eles servem para explicar o mundo, a sua maneira.

As concepções acerca da origem do Universo não eram consideradas apenas como uma satisfação de uma curiosidade intelectual. Elas possuíam uma utilidade prática, na vida das pessoas.

O mito serve, para recriar um estado original perfeito, a partir de uma situação de degradação e decadência. O mito da origem do Universo serve como modelo para a criação, renovação e revitalização da vida.

Os mitos e a religião são fenômenos que surgiram em todos os lugares, em todos os povos. A filosofia, pelo contrário, é uma restrita compreensão do Universo.

Em alguns lugares do mundo, como a Grécia e a Índia, apareceu um tipo de pensamento que procurou dar uma explicação para o mundo sem utilizar mitos.

Mas isso não ocorreu de repente, nem houve abandono das compreensões mitológicas e religiosas. Muitas vezes, elas foram aproveitadas para entender o surgimento da filosofia.

A mitologia grega foi de grande importância e influenciou toda a cultura ocidental.

Os textos antigos que conservam informações acerca da mitologia grega são as obras atribuídas a Homero (Ilíada e Odisséia), compostas nos séculos IX antes da era cristã; e as obras de Hesíodo do final do século VIII a. C.

A Teogonia de Hesíodo é, uma mitologia sofisticada e intelectualizada. Ela terá, influência sobre os filósofos gregos.

De forma semelhante, surgiram na Índia mitos sobre a origem do universo que já apresentavam muitos elementos filosóficos.

No Código de Manu aparece um aspecto original e interessante: o Universo não é criado apenas uma vez. Ele é cíclico, sendo repetidamente criado e destruído.

Nenhuma outra tradição da Antigüidade conseguiu imaginar durações de tempo tão longas quanto as do Código de Manu.

No início, o pensamento mítico poderia ter se sofisticado, sem deixar de ser o que tinha se tornado: um pensamento religioso. No entanto, em torno do quinto século antes da era cristã, ocorreu tanto na Grécia quanto na Índia uma crítica à religião e uma tendência ao surgimento de um pensamento distinto da religião: a filosofia.

Na Grécia, um representante que criticou os mitos foi Xenófanes de Cólofon (576 a 480 a.C.). Com a mudança na maneira de ver o Universo, ele aponta que os deuses da mitologia grega tinham muitos problemas de ordem moral: não eram justos, vingativos, adúlteros, ciumentos, etc.; além disso, tinham se tornado semelhantes aos humanos, já que tinham corpo, voz, roupas – e nada disso era compatível com a idéia de um deus.

Xenófanes considera a mitologia como uma criação da imaginação humana, que projeta sobre os deuses aquilo que conhece sobre os próprios humanos. Ele considera que existe uma compreensão verdadeira e elevada: Há um deus acima de todos os deuses e humanos; nem sua forma nem seu pensamento se assemelham aos dos mortais.

Alguns filósofos gregos, como Demócrito e Epicuro, negaram a existência de deuses e desenvolveram uma compreensão atomista, na qual tudo o que existe é formado por átomos.

Nessa visão, não existem “deuses”, mas apenas átomos que depois se dissolveriam como qualquer deus. Os mitos, por isso, não tinham valor e precisavam ser substituídos por um outro conhecimento do mundo, surgindo daí a idéia de ciência.

Essa queda da crença dos mitos levou a dois desenvolvimentos na filosofia grega.

Por um lado, ao desenvolvimento de interpretações simbólicas dos mitos e à tentativa de extrair deles ensinamentos filosóficos gerais.

Por outro lado, ao desenvolvimento de concepções filosóficas que substituíssem os mitos e permitissem compreender o Universo e sua origem, sem a intervenção de deuses.

A filosofia surge quando a tradição religiosa e mitológica é colocada em dúvida. Tanto na Grécia quanto na Índia, surgem concepções filosóficas diferentes da tradição mitológica; mas os caminhos seguidos são diferentes.

Enquanto a filosofia grega se baseia na razão, no pensamento, em raciocínios lógicos, cujo modelo é a matemática. No pensamento indiano, há um processo de conhecimento não racional, uma “visão” da verdade, obtido através da meditação.

Surgiram novos valores, e uma sociedade aberta, pessoas confiantes em seu poder individual, com um enfraquecimento da tradição cultural e do respeito pelos mitos, pela religião, pela autoridade antiga.

Tales, Anaximandro e Anaxímenes são filósofos pré-socráticos, da mesma cidade (Mileto) e do mesmo período (século VI antes da era cristã).

Eles possuem um ponto em comum: ensinavam que tudo se originava de uma única matéria primordial, que seria o “princípio” (em grego, “arqué”).

Os filósofos pré-socráticos não concordaram a respeito do número e do tipo de elemento e princípio de toda matéria. Anaximandro ensinava que o princípio e elemento de tudo não era definido e ninguém sabia seu significado.

Anaximandro parece ter sido o primeiro pensador grego a propor uma teoria pela qual o mundo se forma a partir de uma matéria que existe por si mesma, e na qual não ocorre a intervenção de deuses e outros elementos sobrenaturais.

Entretanto, o que se percebe é apenas outra maneira de falar dos mitos através do mito geral denominado agora de “razão”.

Anaximandro apresenta uma visão do Universo primitiva. A Terra, para ele, ainda não é esférica: é um cilindro, com diâmetro três vezes maior do que a altura. Entretanto é um grande avanço, para a época.  

Em cada momento, o conhecimento sobre o Universo vai se modificando, e da mesma forma mudam as explicações dadas sobre a sua origem. Anaximandro, ao contrário de outros pensadores anteriores, coloca a visão de não finito e não limitado, enquanto que a visão imediata do mundo é a de que ele é finito, e que termina “logo ali”, no céu.  

Empédocles viveu no século V antes da era cristã, foi considerado o primeiro filósofo grego a apresentar a concepção dos quatro elementos materiais (terra, água, ar e fogo) para descrever a composição do Universo.

Esses quatro elementos são descritos como sendo as “raízes” de tudo. São associados a quatro divindades: Zeus (fogo), Hera (ar), Hades (terra) e Nestis (água).

O Universo, para Empédocles, é cíclico: há momentos em que as “raízes” brotam a partir de uma unidade, e constituem tudo; e há outros momentos em que elas se reúnem, e formam uma unidade novamente não mais aparecendo tudo. Não existe um início absoluto do Universo, mas apenas diferentes estados que se alternam.

O atomismo grego se inicia com Leucipo (da cidade Mileto) e Demócrito (de Abdera), ambos do século V antes da era cristã.

Pode-se dizer que foram os primeiros gregos a admitir a existência de um espaço vazio, o vácuo, no qual se moviam partículas eternas, que não se modificavam – os átomos.

Até essa época, todos os outros filósofos havia concebido um Universo preenchido pela matéria.

Na concepção dos atomistas, os átomos não se atraem nem repelem: não existem forças entre eles. Eles se prendem porque não são lisos, e podem se “enganchar” uns nos outros. A união dos átomos semelhantes não seria produzida por nenhuma força atrativa.

Essa concepção dos atomistas é original e revolucionária, na época. Antes deles, ninguém havia imaginado que pudessem existir outros mundos, nem que nosso mundo – a Terra e aquilo que está em volta dela – fosse apenas uma pequena região em um universo infinito.

A filosofia atomista rompe com a visão de mundo que era aceita na época, e tira a Terra e o humano do centro do Universo. Ainda mais: o atomismo destrói a base da religião, negando a existência de deuses capazes de interferir no mundo.

Qual o objetivo da filosofia atomista? Segundo Epicuro, o objetivo é a tranqüilidade que vem do conhecimento. Pois as pessoas que não conhecem as causas dos fenômenos da Natureza acreditam em deuses e ficam sujeitas ao medo.

Pois, acreditando nos mitos, as pessoas podem temer algum castigo, e ficar sob o domínio de opiniões erradas.

A que leva todo o pensamento atomista? O Universo e todas as suas partes são vistas como máquinas, que se formaram ao acaso, que não foram planejadas por ninguém, que existem durante algum tempo e depois se dissolvem.

O mundo não tem uma finalidade; não existem deuses a serem respeitados e obedecidos; o humano é livre, não existe um castigo e punição após a morte. Ele está só, em um mundo sem início, um mundo mecânico.

O humano está liberto dos mitos e do medo, mas perdeu a possibilidade de sentir-se como parte de um Universo vivo, bom e sábio.

Perdeu os rituais, e não pode mais ultrapassar o tempo e reviver a origem de tudo. O atomismo deu ao humano o vazio – em vários sentidos.

O processo de crítica da tradição mitológica e religiosa, na Grécia, originou dois tipos de resultados.

Por um lado, houve o desenvolvimento de uma filosofia “pura”, que procurou se desvincular da tradição. Por outro lado, alguns pensadores procuraram reinterpretar os mitos, encontrando neles significados simbólicos ocultos.

No início da Idade Média, o pensamento de Platão foi o que mais influenciou o pensamento Europeu. Ele aparece nitidamente na obra de Santo Agostinho.

Ao final da Idade Média, Aristóteles é o filósofo de maior influência e é sua filosofia que serve de base a Tomás de Aquino.

Depois disso, o desenvolvimento acerca do conhecimento do Universo permaneceu estacionário durante séculos. Mas a humanidade não parou, o que logo vai originar conflitos entre a Igreja e os pensadores.

Entre o final da Idade Média e o início da Idade Moderna, o período do Renascimento apresentou uma volta à cultura antiga e um ressurgimento de idéias filosóficas que haviam sido esquecidas.

Uma influência foi o ressurgimento da alquimia, da astrologia e da magia, com uma base filosófica representada pelo neo-platonismo.

Nessa concepção, que se popularizou muito no Renascimento, uma das idéias importantes é a de que o humano é um universo em miniatura, um “microcosmo”, comparado com o Universo à sua volta, o “macrocosmo”.

Como se vê, esse pensamento simbólico que se desenvolveu durante o Renascimento e permaneceu no início da Idade Moderna, não adiciona nada que possa ser considerado um avanço científico e filosófico para se conhecer o Universo.

Em cada fase da humanidade, a tentativa de explicar o surgimento do Universo precisa tentar dar conta daquilo que se conhece sobre a estrutura do Universo.

Mas o conhecimento sobre o mundo foi mudando. Na antiga Grécia, na época de Platão, já se sabia que a Terra era redonda. No século IV antes da era cristã, o filósofo Aristóteles, de Estagira (384 a 322 antes de Cristo) apresentou argumentos claros para mostrar a forma da Terra.

Aos poucos, a visão de uma Terra esférica foi sendo aceita. Aristóteles desenvolveu uma teoria, na época, para tentar compreender essa descoberta. Mas, ele pensava, os antigos, que não era possível a existência de espaços vazios de matéria.

Nos séculos XVI e XVII, a Europa passa por uma fase de ebulição intelectual e de renovação do conhecimento. É no século XVI que Nicolau Copérnico (1473-1543) com uma nova visão, propõe uma teoria heliocêntrica, na qual o Sol é o centro em torno do qual se movem todos os planetas; e a própria Terra é tirada do centro do Universo e considerada como um dos planetas, girando em volta do Sol.

Muitas pessoas continuaram a aceitar e a defender o pensamento de Copérnico. Galileo Galilei (1564-1642) foi um dos defensores do heliocentrismo, tendo proposto uma nova teoria, diferente de Aristóteles, para tornar aceitável que a Terra se move em torno do Sol.

Um dos pensadores da primeira metade do século XVII foi o francês René Descartes (1596-1650).

Afastando-se da tradição bíblica, Descartes imaginou que o Universo todo poderia ter se originado e produzido tudo o que conhecemos, sem a intervenção divina.

Mas, Isaac Newton um pesquisador da época ataca cuidadosamente e de modo arrasador diversos pontos da teoria de Descartes, afirmando que a mesma não era aceitável.

Após a crítica de Newton, a teoria de Descartes vai perdendo a aceitação que tinha. No entanto, durante muito tempo, não surge uma alternativa.

A questão da origem do Universo volta a ser um problema religioso. Newton não faz nenhum estudo propriamente cosmológico, isto é, sobre o Universo como um todo.

A tentativa posterior de tentar desenvolver uma teoria sobre a origem do Universo, a partir da física de Newton, foi feita pelo filósofo Immanuel Kant sob o título: “História Geral da Natureza e Teoria do Céu, Ensaio sobre a Constituição e a Origem Mecânica do Universo em sua Totalidade, de Acordo com os Princípios de Newton”.

Kant conhece bem os filósofos antigos, e diz que sua teoria tem semelhança com a dos atomistas – Leucipo, Demócrito, Epicuro e Lucrécio.

Mas, enquanto os atomistas vêem no Universo apenas o resultado do acaso, ele vê o resultado da ordem e de leis. É essa ordem geral – a existência de leis válidas no Universo – que Kant considera como representando a interferência de Deus no mundo.

A ciência moderna não discute por que existem leis na Natureza. A ciência procura quais são as leis da Natureza, sem se perguntar se existem essas leis, pois elas parecem existir; e não se preocupa em entender o motivo pelo qual existem leis.

Seria por uma decisão de Deus? Seria por algum outro motivo? Por acaso? Essas questões ultrapassam o campo da ciência, e não são respondidas pelos cientistas.

No final do século XVIII, surge uma importante teoria, proposta por Laplace –matemático e físico. Essa teoria foi publicada em 1796, quarenta anos após o livro de Kant.

Pierre Simon de Laplace (1749-1827) propõe uma teoria que possui semelhança com a de Kant, para explicar a origem do sistema solar. Sua teoria se restringe a nosso sistema e não tenta explicar o desenvolvimento do Universo como um todo.

A teoria de Laplace é menos ambiciosa do que a de Kant. Ele não pretende estudar o Universo como um todo, e nem mesmo discute a natureza de nossa galáxia e sua rotação.

Quer apenas compreender a formação do sistema solar para explicar as características gerais do movimento dos planetas.

De Laplace até hoje, houve muitas tentativas para explicar a origem do sistema solar. Várias delas foram modificações das idéias de Kant e de Laplace.

Quando se discutia a questão de um Universo pareciam não existir problemas sobre a noção de espaço. Havia, muita discussão, mas sob o ponto de vista matemático.

Até o início do século XIX, se pensava que a geometria de Euclides era verdadeira e que qualquer afirmação contrária a ela era absurda.

Mas, nessa época, alguns matemáticos começaram a desenvolver outros tipos de geometrias, que eram diferentes de Euclides e que negavam muitas das propriedades do espaço que eram aceitas antes.

Essas “geometrias não-euclidianas” foram desenvolvidas por János Bolyai (1802-1860) e Nicholas Lobatschewsky (1793-1856), recebendo depois contribuições de outros matemáticos, como Georg Bernhard Riemann (1826-1866).

Essas outras geometrias violam a nossa intuição geométrica comum. Mas elas podem ser entendidas por uma comparação e analogia.

Há diferentes tipos de espaços curvos que podem ser concebidos. Alguns são análogos à superfície da esfera, e são chamados de espaços com curvatura positiva.

Todas essas propriedades geométricas diferentes foram estudadas pelos matemáticos como uma possibilidade lógica, sem nenhuma correspondência com a realidade.

Todos eles imaginavam que a geometria de Euclides era a única verdadeira e a que devia ser aplicada ao nosso Universo. No entanto, depois de muitas tentativas, não conseguiram provar, pela matemática, que as geometrias não-euclidianas eram falsas.

Lobatchewsky, um dos matemáticos que se dedicou a esse tema, pensou que talvez pudesse decidir qual o tipo de espaço deveria ser aplicado ao Universo através de experiências, já que não era possível escolher apenas sob o ponto de vista lógico entre as várias alternativas.

A antiga idéia de infinito sofreu uma revisão, no final do século XIX. Todo o trabalho realizado pelos filósofos, desde Aristóteles até Kant, havia alertado para os problemas que podem surgir quando se fala em um tempo e espaço infinito.

Todas essas idéias, sobre diferentes tipos de geometrias diferentes de Euclides, desenvolvidas pelos matemáticos na primeira metade do século XIX, só tiveram aplicações na cosmologia quase um século depois - após o desenvolvimento da teoria da relatividade geral.

Nas teorias e propostas seguintes os autores começaram tentaram explicar alguns aspectos relacionados com a energia do Universo.

Todas essas questões envolvem noções sobre energia. Mas o entendimento de energia como ciência(termodinâmica) só surgiu na metade do século XIX. Antes disso, ninguém tinha uma idéia clara acerca do assunto.

Na década de 1840, tornou-se claro que a energia podia ser convertida de uma forma para outra, mas nunca pode ser criada nem destruída.

Como o Sol está continuamente irradiando energia para o espaço, e como a energia contida em qualquer corpo deve ser finita, não é possível que o Sol tenha estado quente desde um tempo infinito no passado.

Também não é possível que ele continue a emitir energia, no futuro, por um tempo ilimitado. Em algum tempo no futuro, a Terra estará fria – se ela não for destruída antes.

O desenvolvimento da termodinâmica levou aos estudos sobre a energia solar. Poderia o calor e a luz do Sol vir da queima de matéria em sua superfície e em seu interior? Enquanto não se faz nenhum cálculo, tudo parece possível.

Para se poder fazer qualquer cálculo, foi preciso, em primeiro lugar, medir o calor que é emitido pelo Sol. Isso foi feito em 1837 por de William Herschel filho e por outro cientista, Claude Pouillet (1790-1868).

Um dos descobridores da lei da conservação da energia, Julius Robert Mayer (1814-1878), preocupou-se com esse problema. Em um trabalho publicado em 1848, ele estudou uma outra alternativa.

Em 1854, Hermann von Helmholtz (1821-1894) propôs que a causa do calor do Sol poderia ser sua contração.

Sem o conhecimento das leis físicas envolvidas e sem o estudo quantitativo detalhado dos fenômenos, tudo fica no nível de suposições, apenas.

O estudo da termodinâmica assumiu uma importância ampla, sob o ponto de vista cosmológico. Lord Kelvin mostrou que a tendência da energia é dispersar-se.

Essa conclusão pareceu chocante aos cientistas. Um deles, William Rankine, propôs em 1852 um modelo de reconcentração da energia do Universo, para que todos os processos celestes pudessem recomeçar.

Pouco tempo depois, Rudolf Clausius (1822-1888) estudou em detalhe os fenômenos de dispersão e concentração das radiações e mostrou que essa reconcentração de energia não era possível, mesmo com um universo finito.

É preciso notar que a termodinâmica introduziu um elemento novo, no estudo do Universo o conceito de energia. Até o século XIX, se as concepções religiosas fossem deixadas de lado, parecia possível imaginar um Universo com uma duração infinita no passado e no futuro.

Aceitando a visão religiosa, podia-se pensar que o Universo havia surgido em um certo tempo atrás, mas que poderia durar para sempre, a menos que Deus resolvesse destruir seu trabalho.

Agora, no entanto, a Física dizia que o Universo não poderia ter luz e vida durante um tempo longo, nem para o passado, nem para o futuro. Ele acabaria tendo o que foi chamado de “morte térmica”.

Um filósofo que se recusou a aceitar um fim absoluto para o Universo foi Friedrich Nietzsche. Em uma obra, “O Eterno Retorno”, ele defende a idéia de um universo que se repete sempre.

Esse “eterno retorno” seria um ciclo sem início e sem fim, que se repete sempre e que não leva a nada. Não há, portanto, finalidade, tendência, objetivo e nenhuma origem para o Universo.

A proposta de Nietzsche é interessante sob um aspecto: mostra a recusa em aceitar um universo com início e fim. É uma reação à visão de universo que parecia não evitável, diante da Física do século XIX.

Outras pessoas propuseram, no início do século XX, hipóteses físicas para tentar salvar o Universo da “morte térmica”, um deles foi o químico sueco Svante Arrhenius (1859-1927), propondo que as estrelas, ao mesmo tempo que emitem luz e calor, estariam também emitindo pequenas partículas para fora.

Embora os mecanismos propostos por Arrhenius sejam interessantes, eles não podem impedir a morte térmica do Universo. Nenhum desses processos pode recuperar toda a energia perdida pelas estrelas.

Em 1931, a idéia de um “eterno retorno” foi revivida pelo cientista inglês Arthur Eddington (1882-1944). Em uma conferência apresentada em uma reunião da Sociedade de Matemática de Londres, ele discutiu a questão da “morte térmica” do Universo, tomando como ponto de partida as leis da termodinâmica.

Entretanto, os cientistas não têm certeza sobre até que ponto a idéia de Eddington pode ser aplicada ao universo.

Sob o ponto de vista teórico, a física sofreu uma revolução nas primeiras décadas do século XX. Surgiu a teoria da relatividade, que modificou a teoria da gravitação e introduziu métodos matemáticos novos, envolvendo o estudo do espaço e do tempo.

Surgiu a mecânica quântica, que trata das propriedades da radiação, dos átomos e de outras partículas.

Desenvolveu-se a física nuclear, que levou ao conhecimento de fontes de energia antes não conhecidas e ao estudo de processos capazes de alterar e de formar novos tipos de átomos.

Todos esses acontecimentos foram trazendo novos elementos para o estudo do Universo. É difícil separar cada aspecto do outro. Foram desenvolvidas duas teorias da relatividade. A primeira delas surgiu no início do século XX devido aos estudos sobre a luz, eletricidade e o magnetismo.

As mudanças que a teoria da relatividade introduziu no entendimento de espaço e de tempo são as mais importantes, ela indica que há uma outra grandeza, que depende tanto do espaço como do tempo, que não se altera pelo movimento. Essa grandeza é o “intervalo relativístico”

Criou-se assim, na teoria da relatividade, o entendimento de “espaço-tempo”: uma conexão entre o espaço e o tempo, do qual eles são aspectos parciais. O espaço-tempo é absoluto, e não depende do observador.

O espaço-tempo seria uma realidade, mas o espaço e o tempo seriam apenas projeções dessa realidade e, por isso, dependem do observador.

A passagem da antiga teoria da relatividade para a nova utilizou o chamado “princípio de equivalência”. Foi preciso utilizar um formalismo matemático chamado “cálculo tensorial”, com o qual se estuda qualquer tipo de movimento.

Na teoria de Newton, a atração gravitacional é uma força entre dois corpos, causada pelas suas massas. Na relatividade geral, um objeto cria em sua volta um campo gravitacional, que é uma deformação do espaço-tempo.

Esse campo gravitacional não depende só da massa do objeto; depende da energia, das pressões e movimentos de matéria que existem em seu interior.

A deformação do espaço-tempo criada pelo objeto vai influenciar o movimento de outros corpos, fazendo com que eles se desviem.

Nem Einstein, nem ninguém, começou “imaginando” um espaço curvo para depois fazer cálculos baseados nessa idéia. O trabalho partiu de um formalismo matemático que, acabaram levando à teoria.

Nosso Universo não é homogêneo: ele tem concentrações de matéria (nas galáxias e nos corpos celestes). Mas Einstein imaginou que um universo homogêneo era uma aproximação para uma teoria do Universo.

Ele supôs que, se o Universo começasse dessa forma (com matéria distribuída uniformemente), a formação de galáxias, estrelas e planetas não iria alterar, esse equilíbrio, e o universo poderia permanecer estático.

Havia, no entanto, problemas com o “universo de Einstein”. Ele não conseguiu obter um modelo em equilíbrio, e por isso ele fez uma alteração na teoria da relatividade geral, introduzindo um fator chamado “constante cosmológica”, que representa um tipo de repulsão gravitacional.

O “universo de Einstein” tinha uma estranha característica: as equações levavam ao resultado de que o tamanho total do universo não devia ser infinito, e sim finito.

Isso ocorria porque o espaço-tempo é deformado pela presença de matéria e energia, e essa deformação, levava à criação de um espaço “curvo”, análogo à superfície de uma esfera: se uma reta for prolongada nesse espaço, ela deve retornar ao ponto de partida, depois de percorrer uma distância finita.

Todos esses modelos relativísticos descreviam universos homogêneos, em grande escala, e que são iguais em todas as regiões. Há dois motivos para se estudar esse tipo de modelos. Um é matemático e o outro é filosófico.

Como vimos, a teoria da relatividade geral permite uma variedade de modelos. Dependendo dos conhecimentos disponíveis em cada época, é possível escolher entre várias alternativas.

As observações astronômicas não decidem qual a teoria correta e por isso esses fatores pessoais podem pesar bastante.

Paralelamente à criação da teoria da relatividade e ao estudo do movimento das galáxias, desenvolveu-se, no século XX, o conhecimento da radioatividade e da física nuclear. Esse conhecimento levou a uma teoria para explicar a formação dos elementos químicos que constituem o Universo.

Todas as teorias científicas anteriores haviam suposto que os elementos químicos sempre existiram. O desenvolvimento da física nuclear mostrou, no entanto, que era possível introduzir a própria idéia de criação dos elementos durante a evolução do universo.

Vários autores propuseram teorias para explicar a formação inicial dos elementos químicos, antes da criação das estrelas. Uma das teorias foi a do “Big Bang” (grande explosão), proposta em 1947 por George Gamow.

Ele admitiu um modelo relativístico do universo em expansão, utilizando os cálculos que haviam sido feitos vinte anos antes por Lemaître, Friedmann, Walker, Tolman e Robertson.

Imediatamente após a proposta do modelo do “Big Bang”, surgiu uma outra teoria cosmológica diferente. Ela foi elaborada em 1948 por Hermann Bondi, Thomas Gold e Fred Hoyle.

Ela supõe que o Universo nunca foi e nunca será diferente do que é agora: nunca houve um estado passado de concentração e explosão, nem haverá um estado futuro de dispersão e morte do universo.

Essa proposta radical, chamada “teoria do estado estacionário”, admite que as galáxias estão se afastando umas das outras; mas interpreta de um modo diferente esse distanciamento.

Até a década de 1960, as teorias do “Big Bang” e do estado estacionário disputaram a preferência dos cientistas. Pode-se dizer que havia mais astrônomos favoráveis ao “Big Bang” do que à teoria do estado estacionário.

Mas a decisão era, uma questão de escolha pessoal, pois não havia nada que pudesse mostrar que uma delas estava errada e a outra certa.

Apesar de seus aspectos interessantes e positivos, a teoria do “Big Bang” não é a última palavra e não resolve todos os problemas. Da década de 1960 até 1990, houve vários desenvolvimentos importantes.

No século XX, as teorias cosmogônicas sofreram influência dos novos conhecimentos astronômicos e de novas teorias físicas. Sob o ponto de vista de conhecimento do Universo, surgiram métodos para se observar e medir as distâncias e movimentos das galáxias, para estudar a composição química e outras propriedades das estrelas.

O desenvolvimento de telescópios mais potentes tornou possível observar corpos celestes que estão a enormes distâncias da Terra. E, a partir da metade do século XX, foram desenvolvidos métodos para estudar diversos tipos de radiações que vêm do espaço.

Nos últimos anos, cientistas têm se dedicado a explicar um aspecto perturbador de nosso cosmo: como somente 4% dele são feitos da mesma matéria encontrada em você, nos planetas e estrelas, em todos os objetos que conhecemos. O resto não é conhecido.

Não seria a primeira vez que a maior parte do Universo está oculta para nós, em 1610, Galileu anunciou ao mundo que, ao observar o céu usando um instrumento que chamamos de telescópio –, descobrira que o Universo era composto por muito mais do que podia ser visto.

A matéria escura – um pedaço do nosso Universo que, até pouco tempo atrás, nós nem sabíamos que devíamos procurar; era quase todo feito do que nem sabemos o que é.

Mas na primeira década do século XXI os astrônomos já sabiam que esse rico recenseamento do Universo estava tão defasado quanto o modelo de cinco planetas que Galileu herdara da Antiguidade.

O Universo é feito apenas de uma pequena parte daquilo que sempre achamos que o compusesse – a matéria que constitui você e eu, meu celular e todas aquelas luas, planetas, estrelas e galáxias. O resto – a parte ampla do Universo ninguém sabe.

Os astrônomos estão descobrindo. A “derradeira revolução copernicana”, como muitos a chamam, está acontecendo agora. Os pesquisadores que se viram liderando essa revolução não planejaram isso.

Como Galileu, não tinham motivo algum para suspeitar que iriam descobrir novos fenômenos. Eles não estavam procurando a matéria escura. Não estavam procurando a energia escura. E quando descobriram evidências tanto de uma quanto da outra, não acreditaram.

Contudo, à medida que as evidências se tornavam numerosas e sólidas, os astrônomos, chegaram a um consenso: o Universo que pensávamos conhecer desde que a humanidade observa o céu noturno é apenas uma sombra do que existe.

Estivemos cegos para o Universo porque ele é feito do aquém que a vista alcança. Esse Universo é o nosso Universo – um Universo que estamos apenas começando a explorar.

No mínimo podiam os astrônomos se vangloriar de serem as primeiras pessoas na história do mundo a entender a história do Universo.

Se o modelo do Big Bang era uma interpretação da história do Universo, então como ele surgiu de uma explosão de energia incrivelmente condensada e absurdamente quente.

Os astrônomos Arno Penzias e Wilson, através dos Laboratórios Bell haviam construído uma antena em 1960 para perscrutar o Universo, e daí encontraram um chiado persistente e não explicável.

Qual teria sido o nível inicial da energia, e a partir disso qual seria o nível atual de energia após bilhões de anos de expansão e resfriamento. Essa energia remanescente –seria mensurável. Penzias e Wilson a haviam medido. Era o nascimento do Universo.

Quando, no século IV a. C, Platão desafiou seus discípulos a descrever os movimentos dos corpos celestes usando a geometria, ele não esperava que as respostas representassem o que acontecia no céu.

O que Ele buscava era uma aproximação do conhecimento. Platão não queria que seus alunos obtivessem a matemática que descrevia os fatos, mas as aparências.

A invenção do telescópio mudou não só as distâncias que podíamos ver através do espaço, a precisão de como as enxergamos. Ela transformou nosso conhecimento sobre o que existia lá fora. Mudou as aparências.

Aqui estavam evidências que corroboravam a questão central da matemática de Copérnico: a Terra era um planeta, ela e os demais planetas orbitavam o Sol. E, o que era mais importante, havia evidência – a ferramenta do método científico.

Podíamos, examinar o céu com detalhes o suficiente para vermos não só as aparências, mas também os fatos. E fatos não precisam ser salvos, mas explicados.

No começo do século XX, os astrônomos acreditavam que todas as estrelas que vemos à noite, a olho nu e com telescópio, faziam parte de uma imensa coleção de estrelas, alcançando a cifra de dezenas de bilhões que há muito tínhamos batizado de Via Láctea, porque ela parece leite derramado no céu noturno.

De repente o Universo tinha uma história para contar. Em vez de ser estático, ele era dinâmico. Como em qualquer narrativa, a história do Universo não tinha só um meio – o presente, um enxame de galáxias se afastando umas das outras –, mas havia a sugestão de um começo.

O sacerdote belga Georges Lemaître, físico e astrônomo, imaginou a expansão de trás para diante, o Universo encolheria, ficaria cada vez menor, as galáxias se aproximariam cada vez mais depressa, até que toda a matéria se concentrasse num estado que ele chamou de “átomo primordial”, e que outros astrônomos chamariam de “singularidade”: um abismo de densidade não finita, com massa e energia não calculáveis.

O pressuposto de Einstein, de um Universo homogêneo, tinha certa lógica, um legado a apoiá-lo, mas não era suficiente para ser a base de uma ciência que fizesse previsões à observação.

A primeira indicação de que as ondas de rádio poderiam nos fornecer uma maneira de enxergar o Universo veio nos anos 1930 – e por uma descoberta acidental, nos Laboratórios Bell.

A radioastronomia consistiu em parte de um movimento mais amplo de conscientização, entre os astrônomos, de que o espectro eletromagnético – além da estreita faixa do visível – poderia conter informações úteis.

O Universo atual é feito, de 75% de hidrogênio, o elemento mais leve; seu número atômico é 1, o que quer dizer que ele tem um próton. Para que haja essa abundância de hidrogênio, as condições iniciais devem incluir uma radiação intensa, porque somente um ambiente extraordinariamente quente poderia ter agitado os núcleos atômicos de forma intensa o suficiente para impedir que aqueles prótons isolados se unissem a outras partículas subatômicas para formar o hélio e outros elementos mais pesados.

Tanto o modelo do Universo estacionário quanto o do big bang se apoiavam não somente na matemática e nas observações, mas também em especulações. Eles eram contrapartidas modernas da tentativa feita por Copérnico para salvar os fenômenos; eram teorias em busca de evidências.  Mas isso estava para acabar.

Assim como nossos olhos não precisaram evoluir para captar ondas de rádio a fim de que pudéssemos sobreviver, o nosso cérebro não tenha precisado evoluir para entender os números que os astrônomos agora incorporavam a uma nova forma de pensar o Universo.

As primeiras gerações de astrônomos tiveram de aprender a pensar diferente para incorporar as sucessivas descobertas sobre as novas escalas do Universo: o Sol está a 150 milhões de quilômetros de distância; a estrela mais próxima está a 4,3 anos-luz de distância.

Surgiram os quasares – neologismo construído a partir do inglês quasi-stellar radio sources (fontes de rádio quase estelares) – são sinais pontuais potentíssimos, vindos do espaço profundo.

Sua descoberta, em 1963, trouxe para os astrônomos provas contundentes de que o Universo visto através das ondas de rádio não é o Universo que enxergamos com nossos olhos.

No Universo, todas as galáxias estão em movimento. A cada dois minutos, a Terra se move cerca de 4 mil quilômetros em sua órbita ao redor do Sol; o Sol se move cerca de 30 mil quilômetros em sua órbita ao redor do centro distante da galáxia.

Durante uma vida humana média de setenta anos, o Sol se move cerca de 500 bilhões de quilômetros. Mesmo assim, isso é apenas um pequeno passo em sua grande órbita: o Sol leva 200 milhões de anos para dar uma volta completa ao redor do núcleo galáctico.

Edwin Hubble havia descoberto provas de que o Universo se expande ao estudar o comportamento das galáxias. O Universo ganhava vida. As galáxias se moviam em recessão, seguindo o fluxo de expansão de Hubble.

A velocidade diminuía, por conta da atração gravitacional entre elas, e as galáxias ficavam cada vez mais lentas, até que paravam de seguir o fluxo da expansão e começavam a se aproximar, caindo umas sobre as outras. As menores se aproximavam da maior galáxia por perto, formando blocos, e estes se atraíam, formando blocos de blocos.

Para entender problemas específicos da evolução e estrutura do Universo – a organização das galáxias em aglomerados, por exemplo –, cabia deixar de lado qualquer hipótese residual que envolvesse um “universo-ilha”.

Era preciso aprender a pensar o Universo não somente como um conjunto de galáxias individuais, mas como a soma de todas elas – um todo. Devia se ter em mente que, enquanto o todo (o Universo) estava se expandindo, suas partes (as galáxias) evoluíam.

Desde meados do século XX, os astrônomos haviam descoberto que observar o espectro eletromagnético mais longe do que era possível com o telescópio ótico permitia ver ainda mais do Universo – incluindo o eco de suas origens.

A combinação entre o espectrógrafo e o telescópio maior permitiria levar os estudos sobre o Universo a galáxias mais distantes, e também a periferias mais afastadas das galáxias espirais.  

Quando se fez um cuidadoso mapa tridimensional da distribuição das galáxias por todo o espaço que nos cerca, descobriu-se que existem enormes “buracos”, onde há poucas galáxias, cercados por regiões normais, povoadas por galáxias.

É como se o Universo fosse um queijo suíço, mesmo como uma esponja, cheia de buracos. O tamanho desses “buracos” varia entre 50 e 150 milhões de anos-luz.

Nenhuma teoria cosmológica havia previsto esse tipo de “buracos”. Os cientistas logo procuraram explicá-los, de diversas formas; mas o próprio fato de que nenhuma teoria havia previsto sua existência já indica que qualquer explicação acaba sendo um “jeitinho” de salvar as teorias antigas.

Será que as teorias recentes conseguem explicar os aspectos gerais e amplos do universo conhecido? Parece que não. Ainda não existe uma teoria satisfatória de formação do sistema solar.

Há um domínio para dúvidas com relação às teorias sobre a origem e evolução do universo. Há pontos fundamentais sobre os quais não podemos ter certeza.

Além disso, mesmo se aceitarmos como válida a existência da expansão do Universo, a validade das leis da Física em todos os tempos, etc., as teorias ainda apresentam dificuldades.

Nossa viagem pela história do pensamento humano nos mostrou tentativas realizadas para se compreender a origem do universo. Essa busca existiu em todas as civilizações, em todos os tempos. Mas a forma de buscar essa explicação variou muito.

Nosso conhecimento moderno sobre o universo está muito distante daquilo que era explicado pelos mitos e pela religião.