A descoberta das ondas gravitacionais. Uma entrevista com Lawrence Krauss.

por Felipe Nogueira
publicado na Skeptical Briefs (vol. 26, n. 2, 2016)

Entrevista publicada na Skeptical Briefs

Na minha última coluna, cobri brevemente a descoberta fascinante das ondas gravitacionais. Para essa coluna, tive a oportunidade de conversar sobre a descoberta com Lawrence Krauss, físico teórico e cosmologista da Universidade do Arizona e autor do livro Um Universo Que Veio do Nada.

Nogueira: Poderia explicar brevemente a relatividade geral e ondas gravitacionais? 
Krauss: A relatividade geral é uma teoria do espaço e tempo. Einstein mostrou que a matéria afeta a propriedade do espaço e tempo ao seu redor; o espaço se curva, expande e contrai por causa de massa. Como afeta o espaço ao seu redor, um corpo massivo ao se mover produz um distúrbio no espaço que pode se propagar, como uma onda quando jogamos uma pedra na água. Em 1916, Einstein mostrou que esse distúrbio iria se propagar e seria uma onda, uma onda gravitacional. Assim como ondas eletromagnéticas são criadas quando agitamos uma carga, uma onda gravitacional é um distúrbio do espaço. Isso quer dizer que as propriedades do espaço são modificadas na presença de uma onda gravitacional. Se ondas gravitacionais estivessem passando nesse quarto agora, a distancia entre minhas mãos seria menor, mas minha altura seria maior. Instantes depois, isso muda: minha altura seria menor e a distância entre minhas mãos ficaria maior. Einstein pensou que as ondas gravitacionais nunca seriam observadas. Ele também retraiu a existência das ondas mais tarde em 1937, quando ele tentou resolver as equações das ondas gravitacionais e achou uma resposta que não fazia sentido. Ele submeteu o artigo para a revista Physical Review e foi rejeitado. Ele ficou chateado, porque que ele nunca havia sido revisado por pares antes. Einstein disse que ele havia enviado o artigo para ser publicado e não para ser revisado. Mas isso foi benéfico para ele, porque, antes de submeter para outra revista, ele e outra pessoa identificaram o erro no artigo e a versão final publicada está correta. Então, por um pequeno período, Einstein achou que as ondas gravitacionais não existiam.

Nogueira: Einstein também mudou de ideia sobre a constante cosmológica, certo? 
Krauss: Ele introduziu a constante cosmológica, porque ele pensou que o universo fosse estático e pensou que a constante cosmológica faria o universo ser estático. Na verdade, ele errou nos dois casos. O universo não é estático e por caso disso Einstein disse que incluir a constante cosmológica foi um grande erro dele. Mas foi um grande erro de qualquer maneira, porque a constante cosmológica não resulta em universo estático. Geralmente resulta em um universo como o nosso, que está expandindo exponencialmente.

Nogueira: Há cinco anos descobrimos o bóson de Higgs. Foi uma grande descoberta, assim como essa descoberta das ondas gravitacionais. Mas eu tenho a impressão de que as pessoas ficaram mais empolgadas com a descoberta atual. O que você acha?
Krauss: Tudo relacionado a Einstein de alguma forma captura a imaginação do público.  Einstein previu as ondas gravitacionais 100 atrás e Higgs previu a partícula de Higgs há 50 anos. A diferença real é que a descoberta do bóson de Higgs foi uma grande descoberta de algo muito importante no Modelo Padrão, mas não garante que haverá mais descobertas ou que novas janelas se abrirão além disso. A descoberta das ondas gravitacionais foi algo equivalente a termos acabado de ligar o telescópio: foi a primeira vez que tivemos uma máquina capaz de detectar ondas gravitacionais e estamos bem confiantes que vamos conseguir usá-las para explorar o universo. É bem possível que a máquina que descobriu o Higgs faça novas descobertas, mas não é garantido. Em contraste, sabendo que ondas gravitacionais existem, significa que seremos capazes de ver mais sobre o universo do que vimos anteriormente.

Nogueira: Quais ideias podem ser testadas com as ondas gravitacionais?
Krauss: Nunca medimos a relatividade geral em um regime forte perto de um horizonte de eventos, onde o espaço é bastante curvo. Nunca medimos gravidade com alta intensidade, gravidade sempre foi fraca. Com esses resultados, parece que a relatividade geral se aplica nesses domínios. Então, podemos extrapolar para domínios onde o espaço é curvo e bastante ondulado como um mar em ebulição, e não como “ondas suaves”. Isso será um bom teste da relatividade. Quando explorarmos a física próxima a um horizonte de eventos, aprenderemos sobre a natureza de buracos negros. E quem sabe o que vamos aprender? Sempre que abrimos uma janela, nós ficamos surpresos. Ficarei surpreso se não ficarmos surpresos.

Nogueira: Uma matéria circulou em um jornal brasileiro dizendo que essa descoberta tornaria viagem no tempo possível em 100 anos. Kip Thorne comentou sobre viagem no tempo na conferência de imprensa no dia da descoberta. O que você pode falar sobre isso? 
Krauss: Não tem nada a ver com viagem no tempo. A existência das ondas gravitacionais implica que poderemos explorar a relatividade geral em um regime onde a gravidade é forte e os campos são bastante massivos. Mas não quer dizer que poderemos viajar no tempo; quem disse isso não sabe do que está falando. Kip Thorne esteve em um evento na minha universidade chamado 'Legado de Einstein', que pode ser visto online. Thorne deixou claro que ele acredita que a viagem no tempo não é possível, por mais que ele tenha investido tempo escrevendo artigos para ver se realmente seria possível.

Nogueira: E para as pessoas que não são cientistas, como essa descoberta pode ter algo impacto ou ter alguma relevância para eles? 
Krauss: Esses dois buracos negros colidiram em um segundo e eles emitiram uma energia equivalente a três vezes a massa do Sol. Isso é mais do que a energia emitida por todas as estrelas no universo visível durante esse momento. Coisas desse tipo podem impressionar você. Como eu digo, isso nos diz um pouco de onde viemos e para onde estamos indo; aumenta o nosso lugar no universo. De uma perspectiva cultural, faz parte da beleza de ser humano. A existência das ondas não fará uma torradeira melhor, mas a tecnologia usada no experimento pode ser usada em outras coisas.

Nogueira: Como o experimento LIGO foi feito? 
Krauss: O experimento é impressionante. Para detectar ondas gravitacionais, o detector possui dois braços perpendiculares. Se uma onda gravitacional estiver passando, um braço ficara menor e o outro ficará maior e isso se alternará. Um raio laser é emitido e viaja até o final do braço. Se um braço for menor que o outro, o laser gastará menos tempo para percorrê-lo em comparação com o outro. Isso parece fácil, mas eles precisaram projetar um detector capaz de medir a diferença no comprimento entre dois túneis de quatro quilômetros por uma distância 10 mil vezes menor que o tamanho de um próton. Isso é tão pequeno que as vibrações quânticas dos espelhos utilizados são muito maiores. É como medir a distância da Terra e a estrela mais próxima com a acurácia equivalente a largura de um fio de cabelo humano. É um fantástico exemplo de ingenuidade, perseverança, e tecnologia; é realmente bonito!

Nogueira: Essa é a ultima previsão que faltava ser descoberta na relatividade geral? Mas porque sabemos que não temos a resposta final?  
Krauss: As ondas gravitacionais eram o último aspecto da relatividade geral que precisava ser testado diretamente; está completamente certa. Assim como a mecânica quântica; foi testada tantas vezes que é uma teoria fundamental. Mas sabemos que a mecânica quântica e a gravidade não funcionam juntas. Em escalas muito pequenas, onde as ideias da mecânica quântica são importantes e a gravidade é forte, a relatividade geral não combina com a mecânica quântica. Então, sabemos que algo irá ter que ceder.

Nogueira: Para você qual seria a próxima descoberta mais empolgante na física? 
Krauss: As ondas que foram descobertas são interessantes, mas para mim ondas de momentos iniciais do Big Bang são ainda muito mais interessantes. Podemos procurar pela assinatura dessas ondas na radiação cósmica de fundo em micro-ondas, que veio do Big Bang. Se pudermos detectar a assinatura dessas ondas do Big Bang, poderemos explorar a física do universo quando foi bem jovem - a natureza da gravidade quântica. Sabemos que o detector do LIGO não é sensível a essas ondas, mas podemos construir detectores maiores no espaço que podem ser sensíveis. Escrevi um artigo com o vencedor do prêmio Nobel Franck Wilczek mostrando que a mensuração de ondas gravitacionais do Big Bang provará que a gravidade é uma teoria quântica.

Nogueira: O que você pode comentar a respeito do seu próximo livro de divulgação científica? 
Krauss: O livro é chamado  The Greatest Story Ever Told... So Far ("A Maior História Já Contada Até Agora", em tradução livre) e provavelmente sairá em Março de 2017 nos Estados Unidos. É a história da maior jornada intelectual que a humanidade já percorreu, todo caminho a partir de Platão até a partícula de Higgs. Meu último livro discutiu a pergunta "por que há alguma coisa ao invés do nada?" e o próximo discutirá "por que estamos aqui?". O novo livro foi construído com base numa palestra com o mesmo título disponível online, mas é claro que há mais no livro do que na palestra. O livro também discute sobre o futuro baseado no que sabemos com a descoberta da partícula de Higgs.

Física e a Imortalidade da Alma

por Sean Carroll

Tradução: Felipe Nogueira

Fonte: www.preposterousuniverse.com

O tópico de "vida após a morte" levanta desonrosas conotações de regressão a vidas passadas e casas mal-assombradas, mas há um grande número de pessoas que acreditam em alguma forma de persistência da alma individual após a morte. Claramente essa é uma questão importante, uma das mais importantes que podemos pensar em termos de relevância para a vida humana. 

[O físico] Adam Frank acha que a ciência não tem nada a dizer sobre isso. Ele advoca ser "firmemente agnóstico" na questão (O co-blogger dele Alva Noë discorda). Tenho um grande respeito por Adam; ele é um cara esperto e um pensador cuidadoso. Quando discordamos, fazemos com um diálogo respeitoso que deveria ser o modelo para discordar de pessoas que não são loucas. Mas sobre essa questão ele está completamente errado. 

Adam afirma que "simplesmente não há informação controlada, verificável experimentalmente" em relação à vida após a morte. Por esses padrões, não há informação controlada, verificável experimentalmente sobre se a Lua é ou não feita de queijo. Com certeza, podemos ver o espectro de luz que reflete na Lua e até enviar astronautas e pegar amostras para análise. Mas com isso só estamos arranhando a superfície. E se a Lua for feita quase toda de queijo, mas for coberta com uma camada de pó de alguns metros de espessura? Tem como realmente saber que isso não é verdade? Até realmente examinarmos cada centímetro cúbico do interior da Lua, realmente não temos uma informação verificável experimentalmente, não é mesmo? Então, talvez o agnosticismo na questão da Lua feita de queijo seja justificado (Pegue qualquer informação que temos sobre a Lua; eu te prometo que estará de acordo com a hipótese do queijo).

Obviamente, isso é loucura. Nossa convicção que queijo faz parte de uma fração negligenciável do interior Lua não vem de observação direta, mas da grande incompatibilidade dessa ideia com outras coisas que pensamos saber. Com o que entendemos de rochas, planetas, laticínios e do Sistema Solar, é um absurdo imaginar que a Lua é feita de queijo. Nós sabemos mais do que isso. 

Também "sabemos mais do que isso" em relação à vida após a morte, embora as pessoas são muito relutantes para admitir. Reconhecidamente, evidência "direta" é difícil obter - tudo que temos são algumas lendas e afirmações superficiais feitas por testemunhas não confiáveis que tiveram experiências de quase morte, junto com dosagens elevadas de pensamento desejoso. Mas certamente é adequado considerar a evidência indireta - ou seja, a compatibilidade da ideia de alguma forma de alma individual que sobrevive a morte com outras coisas que sabemos sobre o funcionamento do mundo.

As afirmações de que alguma forma de consciência persiste após nossos corpos morrerem e decaírem nos seus átomos constituintes enfrentam um obstáculo grande e insuperável: as leis da física relacionadas a vida do cotidiano estão completamente entendidas. E não há como essas leis permitirem que a informação armazenada nos nossos cérebros persista após a nossa morte. Se você afirma que alguma forma de alma persiste após a morte, de que partículas essa alma é feita? Quais forças estão mantendo tais partículas juntas? Como essas partículas interagem com a matéria comum?

Tudo o que sabemos sobre a teoria quântica de campos* diz que não há nenhuma resposta sensata para essas perguntas. É claro, tudo que sabemos sobre teoria quântica de campos pode estar errado. A Lua pode ser feita de queijo também.

Entre os defensores da vida após a morte, ninguém nem tenta fazer o trabalho duro de explicar como que a física básica de átomos e elétrons teria de ser alterada para que isso seja verdade. Se tentássemos, o absurdo fundamental da tarefa ficaria evidente bem rápido.

Mesmo que você não acredite que os seres humanos são "simples" coleções de átomos que evoluem e interagem de acordo com as regras impostas pelo Modelo Padrão da física de partículas, a maioria das pessoas admitiriam a contragosto que átomos são partes de quem nós somos. Se realmente não existe nada além de átomos e das leis conhecidas, claramente não há maneira para a alma sobreviver a morte. Acreditar na vida após a morte, colocando de maneira leve, requer uma física que vai além do Modelo Padrão. E mais importante, precisamos de uma maneira para que essa "nova física" interaja com os átomos que possuímos. 

Falando a grosso modo, quando a maioria das pessoas pensa em uma alma imaterial que persiste após a morte, elas tem em mente algum tipo de energia espiritual que reside perto do nosso cérebro e dirige nossos corpos, como uma mãe que dirige um carro utilitário. As questões são estas: que tipo de energia espiritual é essa e como ela interage com nossos átomos comuns? Não é necessária uma nova física apenas, mas uma nova física bem diferente. De acordo com a teoria quântica de campos, uma coleção de "partículas espirituais" e "forças espirituais" que interagem com nossos átomos regulares não podem existir, porque teríamos detectado isso em experimentos existentes. A navalha de Ockham não está do seu lado aqui, já que você teve de postular um aspecto completamente novo da realidade obedecendo regras bem diferentes daquelas que já conhecemos. 

Mas vamos supor que você postule isso. Como a energia espiritual interage conosco? Esta é a equação que nos diz como elétrons interagem com o mundo do dia-a-dia:

Não se preocupe com os detalhes; é o fato da equação existir que importa, não sua forma particular. Essa é a equação de Dirac - os dois termos na esquerda são a velocidade do elétron e sua inércia - ligados com o electromagnetismo e gravidade, os dois termos na direita. 

No que diz respeito a qualquer experimento já feito, essa equação é a correta descrição de como elétrons se comportam nas energias do dia a dia. Não é a descrição completa; não incluí a força nuclear fraca, ou ligações com partículas como o bóson de Higgs. Mas isso não tem problema, já que isso só é importante em altas energias e/ou pequenas distâncias, muito longe da escala relevante para o cérebro humano. 

Se você acredita em uma alma imaterial que interage com nossos corpos, você precisa acreditar que essa equação não está correta, até mesmo nas energias do dia a dia. É necessário um novo termo (no mínimo) na direita, representando como a alma interage com os elétrons. (Se esse termo não existe, elétrons vão continuar no caminho deles como se não existisse alma nenhuma). Então, qualquer cientista respeitável que levou essa ideia a sério estaria perguntando - que forma essa interação tem? É local no espaço-tempo? A alma respeita a invariância de gauge e invariância de Lorentz? A alma tem um [operador] Hamiltoniano? As interações preservam unitaridade e a conservação da informação?  

Ninguém faz essas perguntas em voz alta, possivelmente porque elas soam tão bobas. Quando você começa a fazer tais perguntas, você claramente se depara com uma escolha: ou jogue fora tudo que pensamos ter aprendido de física moderna ou desconfie da mistura de relatos religiosos/testemunhos não confiáveis/pensamento desejoso que faz as pessoas acreditarem na possibilidade da vida após a morte. Não é uma decisão difícil, no que diz respeito à escolha de teoria científica. 

Não escolhemos teorias em um vácuo. Somos permitidos - na verdade, requisitados - a perguntar como que afirmações sobre como o mundo funciona se encaixam no que já sabemos sobre o funcionamento do mundo. Estou falando aqui como um físico de partículas, mas há uma linha de raciocínio análoga da biologia evolucionária. Provavelmente aminoácidos e proteínas não possuem almas que persistem após a morte. E em relação a vírus e bactérias? Onde, na corrente da evolução partindo de nossos ancestrais moleculares até hoje, os organismos deixaram de ser descritos puramente como átomos que interagem através da gravidade e electromagnetismo e desenvolveram uma alma imortal imaterial?   

Não há razão para ser agnóstico com idéias que são radicalmente incompatíveis com tudo o que sabemos de ciência moderna. Quando superarmos qualquer relutância em enfrentar a realidade nessa questão, podemos nos aprofundar em perguntas muito mais interessantes relacionadas ao real funcionamento dos seres humanos e consciência.

Nota do Tradutor:

* Teoria quântica de campos é utilizada para descrever campos de força (e interação entre partículas) nos níveis atômico e subatômico.
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Sean Carroll é físico teórico do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech). Ele é autor dos livros From Eternity to Here e The Particle at the End of the Universe. Visite o blog dele (em inglês) aqui.

Lawrence Krauss: "Ciência é um método para distinguir fato de ficção"

por Felipe Nogueira 

Entrevista com Lawrence Krauss

Lawrence Krauss é um físico teórico renomado, foi um dos primeiros físicos a sugerir que a maior parte da energia do universo reside em espaço vazio, o que atualmente é conhecido como "energia escura". Ele tem participado de vários debates e discussões para divulgação científica e dado palestras ao redor do mundo sobre seu último livro A Universe From Nothing: Why There Is Something Rather Than Nothing. O livro, que ainda não tem edição no Brasil, explica que o nosso universo pode ter surgido a partir do nada.

A Universe From Nothing

Eu fiz uma entrevista com ele, que está disponível no Youtube. Na minha opinião, Krauss é um dos melhores divulgadores da ciência atualmente; um grande defensor do ceticismo científico, da educação científica. Através de seus debates, palestras e livros, tenho aprendido muito com ele por um bom tempo: Krauss é um dos meus educadores, mesmo que eu não conheça ele pessoalmente. Com isso, Krauss é dos meus maiores inspiradores na minha "jornada científica" e, logo, deste blog. Não posso deixar de registrar a minha felicidade em conversar com ele; me sinto honrado de ter feito isso e sou muito grato a ele pela oportunidade e atenção.

Esta é a primeira parte da entrevista. Links: segunda parte | vídeo  no youtube | english version

Nos seus debates, você tem dito que ciência não é uma "coisa", mas sim um processo. Elabore um pouco isso, o que é ciência?

Krauss: Ciência é um método para distinguir fato de ficção. É um método para fazer perguntas sistematicamente e responder essas perguntas em uma maneira que é possível testar. Uma outra coisa importante é que a ciência é baseada em evidência empírica: alguém faz perguntas sobre o universo, alguém testa o universo com perguntas empíricas e observações, então alguém confirma ou refuta algo. A coisa importante é que em ciência você não pode provar que algo é verdade, geralmente você só pode provar apenas que algo é falso, mas, assim como Sherlock Holmes, você se livra das coisas falsas e o que sobra é verdade.

E em relação a concepções erradas sobre ciência?  Por exemplo, eu acho que há uma noção errada de que ciência é uma questão de opinião e deveríamos ouvir "todos os lados da história". 

Sim, como eu gosto de dizer, a ótima coisa sobre ciência é que um lado está geralmente errado. Há questões abertas, onde há incerteza e debate. A resolução dos debates não se dará por retórica ou volume, e sim pela natureza. Então, se você tem uma ideia, faz uma mensuração e essa ideia discorda com a observação, então você joga a ideia fora. Não há discussão, não há necessidade de debater a questão se a Terra é redonda ou plana. Ainda há pessoas que afirmam a Terra é plana. Mas elas estão simplesmente erradas. Como jornalista, você não precisá citá-las. Similar à evolução: há pessoas que de alguma forma não acham que a evolução ocorreu, mas elas estão erradas. E eu tenho de dizer o mesmo sobre o fato de que mudanças climáticas induzidas pelo homem estão acontecendo e que as pessoas que argumentam contra isso estão simplesmente erradas. 

Você falou recentemente que o único conhecimento que importa é o empírico. Poderia elaborar isso? 

Eu não entendo quando as pessoas falam que elas obtém conhecimento através de revelação. Isso simplesmente leva à ilusão. Nós todos, de fato, nos iludimos diariamente. Precisamos ser céticos de nós mesmos e precisamos testar as coisas. Eu posso ver reflexão ou até sabedoria, mas conhecimento vem de observação, teste e experimento. Alguém que afirma ter conhecimento de outra forma, em primeiro lugar, não pode demonstrar, e em segundo, está provavelmente errado.  

Você também mencionou que, nesse processo da ciência, não aprendemos como o universo funciona pela lógica...

O ponto é que a lógica clássica se baseia no que parece razoável. Mas o que parece razoável é baseado na nossa experiência e, à medida que ampliamos a nossa experiência, o que parece razoável pode mudar. Mecânica quântica é o exemplo perfeito. Não parece razoável uma partícula estar em dois lugares ao mesmo tempo, mas na mecânica quântica é isso o que acontece. Baseado em observações, é possível fazer raciocínios cuidadosos e argumentos lógicos. Mas presumir o que é lógico ou usar lógica clássica tem de ser feito com cuidado, porque o mundo não é clássico. 

O que você quer dizer com o "mundo não é clássico"? 

Como Richard Dawkins [renomado biólogo evolucionário] diz e eu gosto de repetir, nós evoluímos o nosso senso de lógica e raciocínio para escapar de leões na Savana e na África; não para entender mecânica quântica. Mas, em escalas muito pequenas e em escalas muito grandes, o universo se comporta de uma maneira que parece paradoxal para nós. E é paradoxal para nós porque nossa intuição é baseada num segmento pequeno da realidade e esse segmento não se aplica universalmente e precisamos ter cuidado para não fazer isso. Ciência nos ensina que nossas visões míopes não necessariamente representam toda a realidade e temos de ter muito cuidado para concluir que aquilo que pensamos ser natural ou sensível é isso realmente.

As pessoas dizem que a ciência muda o tempo inteiro e que isso é uma coisa ruim.

Ciência realmente muda, é chamado de progresso. Muda em uma maneira bem definida. Não jogamos fora o que foi feito antes. Isso é uma das concepções erradas da ciência. O que sobrevive ao teste e experimento sempre sobrevive. Até as Leis de Newton, que foram substituídas pela Relatividade Geral e Mecânica Quântica, na escala que elas se aplicam, para o movimento de balas de canhão, bolas de basebol, mísseis contra a Síria, as Leis de Newton sempre aplicarão. Então, podemos aprender coisas novas nas fronteiras da conhecimento - de fato, sempre iremos, o que faz a ciência ser maravilhosa - que mudam a nossa figura subjacente das coisas, mas há uma consistência na nossa habilidade de prever, e não jogamos fora o que foi feito antes.

Qual a sua opinião sobre filosofia? 

Filosofia é útil para refletir sobre o conhecimento gerado pela ciência. E todos os bons filósofos que eu conheço fazem isso. Eles usam lógica e raciocínio rigoroso para refletir em cima do conhecimento, interpretá-lo, e fazer novas perguntas. Então, filosofia é útil às vezes para fazer perguntas, mas é a ciência que é útil para obter as respostas e gerar esse conhecimento. Eu acho que qualquer filósofo que argumenta o contrário está exagerando. Como eu disse, tenho muitos amigos filósofos e acho que concordamos que é para isso que filosofia é bom. E filosofia era indistinguível da física na época de Filosofia Natural, mas as duas divergiram. Filosofia simplesmente não é o jeito certo de gerar conhecimento sobre o mundo, é o jeito de refletir sobre esse conhecimento. 

As pessoas aplicam palavras, como "teoria" ou "nada", de forma diferente do que na ciência. O que é teoria para ciência? 

Teoria em ciência é o nível mais alto de conhecimento, não é uma hipótese. Teoria, como a teoria da gravitação universal de Newton ou teoria quântica, é uma suposição matemática que foi submetida a testes várias e várias vezes. Então, quando falamos que evolução é uma teoria, estamos colocando-a no pedestal mais alto possível, não sugerindo que é uma hipótese aleatória. 

Mas há um artigo que você escreveu há um tempo atrás que dizia que a teoria das cordas não é uma teoria no mesmo sentido que evolução é uma teoria...

Cientistas são humanos e usam as palavras de forma errada como qualquer outra pessoa. E agora estou feliz de dizer que eu convenci pessoas como Brian Greene [físico teórico de cordas], que é meu amigo, e ele concorda comigo agora - mas é claro que ele não me cita - que a teoria das cordas não é uma teoria e não deveria ser chamada de teoria. Há muitas teorias que não temos e um bom exemplo é a teoria quântica da gravidade. Não temos uma teoria do que acontece no centro da singularidade de buracos negros, não temos ainda uma teoria do que acontece quando t = 0 no big bang. Temos ideias, mas não fomos capazes de testá-las. Algumas pessoas argumentaram que complexidade é uma teoria - Teoria da Complexidade - mas eu não estou convencido que há realmente uma base teórica da complexidade. 

A teoria das cordas não é uma teoria por que não faz previsões ainda ou por que as previsões que faz não são refutáveis neste momento? 

Teoria das cordas é ambos. Realmente não faz previsões neste momento porque ainda é uma ideia em desenvolvimento. E todas as vezes que faz previsões, eles descobrem que provavelmente são prematuras. As previsões que poderia fazer estão provavelmente além do escopo do experimento, embora teóricos espertos continuam pensando em maneiras de como testar as idéias, como a existência de dimensões extras, por exemplo. Há uma pequena possibilidade de testar tais dimensões no Large Hadron Collider, mas é uma possibilidade bem pequena na verdade. 

O que você quer dizer que o universo pode ter surgido a partir do nada no seu último livro? 

Eu quero dizer que é plausível, dado tudo o que sabemos e toda medida que fizemos sobre o universo que pode ter surgido a partir do nada: sem espaço, sem tempo, sem partículas, sem radiação. Em particular, se perguntarmos quais seriam as características de um universo que surgiu do nada, dada as conhecidas leis da física e algumas extrapolações razoáveis das leis da física, seriam as características do nosso universo.  

No seu livro e nas palestras, você define três níveis de "nada".

Sim, nada, assim como teoria, é uma palavra que tem diferentes significados para diferentes pessoas. Como eu gosto de dizer que as pessoas que não gostam do que eu digo definem nada de um jeito que só Deus pode criar algo. Mas, para muitas pessoas, nada era o espaço vazio da Bíblia. É claro que isso não é nada, nós mostramos isso. Esse tipo de nada pode criar algo.* Isso pode ser definido como nada: espaço vazio é uma boa aproximação, mas é mais complexo que imaginávamos. Então, eu digo que uma versão mais dramática do nada envolve não só a ausência de partículas, tempo e radiação, mas a ausência do espaço-tempo também. O espaço-tempo pode vir à existência por qualquer teoria razoável da gravidade quântica. E, então, a versão final do nada: talvez até as leis que governam como as coisas evoluem no nosso universo são acidentais. Essa é última versão: sem leis, sem espaço, sem tempo, sem matéria, sem radiação. Bem, isso pode não ser o nada, mas é um nada muito bom para mim. 

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* Lawrence Krauss está se referindo ao fato de que espaço vazio, ou vácuo, contém partículas virtuais criadas a partir do nada e que rapidamente deixam de existir. Elas são chamadas virtuais porque não podemos observá-las diretamente, mas seus efeitos indiretos foram observados repetidas vezes. Na verdade, essas partículas "virtuais" são responsáveis pela maior parte da massa do seu corpo (e a maior parte da massa do universo reside em espaço vazio)!
No seu livro, Krauss menciona outro fato interessante sobre as partículas virtuais: a teoria prevê o impacto dessas partículas virtuais no espectro do átomo de hidrogênio. E essa é a melhor, mais correta, previsão em toda a ciência: a previsão teórica e observações estão de acordo em 1 parte em um bilhão!!

Links: Parte 2 | Youtube | Versão em inglês

Lawrence Krauss: "As doutrinas das grandes religiões do mundo são incompatíveis com a ciência"

por Felipe Nogueira

Entrevista com Lawrence Krauss

Lawrence Krauss é um físico teórico renomado, foi um dos primeiros físicos a sugerir que a maior parte da energia do universo reside em espaço vazio, o que atualmente é conhecido como "energia escura". Ele tem participado de vários debates e discussões para divulgação científica e dado palestras ao redor do mundo sobre seu último livro A Universe From Nothing: Why There Is Something Rather Than Nothing. O livro, que ainda não tem edição no Brasil, explica que o nosso universo pode ter surgido a partir do nada.

Esta é a segunda parte da entrevista que fiz com ele, que está disponível no Youtube. Me sinto honrado por ter feito isso e só agradeço ao Krauss pelo tempo e pela atenção.

Links:  Primeira parte | Video no Youtube | English version.

Eu sou fascinado com a ideia de computação quântica.

Krauss: Computadores quânticos são uma idéia fascinante, mas o ponto é que eles permitem fazer certos algoritmos que classicamente não são possíveis, como fatorar números grandes em seus números primos. Todo número tem um expressão única em termos de produtos de números primos. Os números primos que números muito grandes são produtos não podem ser facilmente determinados. Esse algoritmo é possível em computadores quânticos. Por que deveríamos nos importar? Acontece que as pessoas usam números grandes e seus primos como chaves de segurança de cartões de crédito e contas bancárias. Então, se pudermos fatorá-los facilmente, teremos de pensar em outras maneiras para garantir a segurança. Essa é a notícia ruim. A boa notícia, entretanto, é que computadores quânticos permitem encriptação quântica e de certa forma possibilita ver se alguém espionou uma mensagem (eavesdropping). Então, há ganhos e perdas com computadores quânticos. Mas não está claro que poderemos fazer computadores quânticos praticamente.

Não conseguimos fazê-los por causa da decoerência quântica?  

Em geral, isso está certo. O mundo quântico é geralmente invisível por boas razões porque as interações das partículas com o ambiente destroem as correlações quânticas e é precisamente as correlações quânticas que se deseja explorar para fazer um computação quântica ou teletransporte quântico.    

Sobre ciência e moralidade, você diz que sem a ciência nossas morais são inúteis?        

Sim. Todo mundo que diz que moralidade é baseada em religião, na verdade baseia moralidade na razão. Eu digo para as pessoas com frequência que se elas não acreditassem em Deus elas provavelmente não mataria seus vizinhos. Embora, algumas pessoas dizem que matariam. O ponto é que a ciência nos diz as consequências das nossas ações. E se não sabemos as consequências de nossas ações, não podemos determinar certo e errado. Então, usamos razão, evidência empírica das consequências das nossas ações e raciocinamos sobre nisso para determinar o que é apropriado. A maioria das pessoas opera dessa forma e nisso que as leis da maioria das nações são baseadas, não são baseadas em doutrinas religiosas, mas sim na razão e evidência empírica. Como Steven Pinker [renomado psicólogo evolucionário] colocou, você pode perguntar como Deus sabe o que é certo e errado. Há duas possibilidade. Uma é que ele inventou arbitrariamente e, nesse caso, qual é o ponto de se preocupar com isso?  Ou a segunda: ele baseia certo e errado no que é razoável, mas se ele faz isso, podemos nos livrar do homem do meio e ir nós mesmos diretamente na razão.

Você acha que há uma moral objetiva?  

Acho que há morais universais no sentido que as pessoas são biologicamente programadas para pensar que certas coisas são erradas, como, por exemplo, a maioria das pessoas acha a priori que incesto é repulsivo. Mas há razões biológicas para isso. Eu acho que moralidade é determinada contextualmente, num contexto relacionado ao tempo e certas circunstâncias. E como eu digo, em certas circunstâncias, incesto não é errado na minha opinião. Deixando claro: em certas circunstâncias, não é óbvio que é errado ou imoral.

Você disse que as leis da mecânica quântica são determinísticas, mas e as distribuição das probabilidades?

As equações subjacentes são equações diferenciais secundárias, que são determinísticas: a partir de um conjunto inicial de condições, é possível derivar sem ambiguidade. A função de onda evolui deterministicamente, então a física subjacente evolui deterministicamente. É totalmente verdade que efetivamente do ponto de vista de observação ou experimento as coisas são probabilísticas, mas as leis subjacentes são determinísticas.     

O que você acha sobre livre-arbítrio?

Acho que é um ilusão, uma ilusão eficiente. Vivemos em um mundo que para todas as intenções e propósitos se comporta como um mundo em que temos livre-arbítrio. A questão se livre-arbítrio existe ou não é uma dessas questões irrelevantes.

Você deixa bem claro que usar Deus como explicação é uma escapatória...

Sim. As pessoas querem dizer muitas coisas diferentes com Deus, porque Deus não é bem definido. Todo mundo inventa o seu próprio Deus. Quando as pessoas usam o termo Deus, é bem pessoal e pode significar muitas coisas diferentes. É um termo mal definido, não é para menos porque é uma ilusão.

Algumas pessoas argumentam que ciência e religião são compatíveis, porque alguns cientistas acreditam em Deus.   

Isso é ridículo. Há cientistas que podem manter crenças mutualmente contraditórias. E esses cientistas viram ateus quando eles entram no laboratório e param de ser ateus quando saem do laboratório. Então, se você consegue ignorar tudo que você acredita em uma circunstância, é absolutamente compatível. E uma crença vaga em uma certa ordem e propósito no universo não é incompatível com a ciência: não evidência para isso, mas não é incompatível. Mas as doutrinas das grandes religiões do mundo são incompatíveis com a ciência. Então, um deísmo vago é compatível com a ciência, mas certamente não a crença nas grandes religiões.  

E em relação à ideia de que ciência lida com as perguntas do tipo "como?" e religião lida com as perguntas do tipo "porque?"

Isso é besteira. Religião não lida com nada. O que nós queremos dizer com "por que"? Se você pergunta por que, você assume propósito. Religião presume propósito e presume respondê-lo. Mas a presunção de propósito é uma presunção. A não ser que você estabeleça evidências de propósito, você está inventando coisas e é por isso que religião inventa coisas.

Algumas pessoas religiosas usam o argumento do ajuste fino do universo como um "ponto" para eles...

Eles não entendem do que estão falando. A antiga afirmação de que abelhas foram finamente ajustadas para ver as cores de flores e isso significaria que elas fora projetadas. Mas não. Se elas não pudessem ver as cores das flores, elas não iriam obter o néctar e não seriam capazes de reproduzir. Nossas características parecem de um jeito que são finamente ajustadas para o universo em que vivemos. Para colocar do outro jeito, elas sugerem que o universo é finamente ajustado para nós. Mas isso pode ser um acidente. Evoluímos nesse universo; se tivéssemos evoluído em outro universo, nossas características poderiam ser diferentes. Segundo, o universo não é finamente ajustado para vida: o universo é bem inóspito para vida e ele está tentando nos matar todo o tempo. Terceiro: há constantes que poderiam ser mais naturais e isso faria a vida ser ainda melhor. Todos esses argumentos são baseados numa falta de entendimento do ajuste fino.   

E sobre o documentário The Unbelievers*? Você sabe se terá distribuição no Brasil? 

Estamos na fase final da negociação das distribuições. Terá uma distribuição mundial em 2014 e estará em alguns cinemas nos Estados Unidos em 2013. Certamente será distribuído na Amazon, Netflix, video sob-demanda, e por DVD. Se terá distribuição no cinema, dependerá da negociação com cada país da qual eu não faço parte.

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* The Unbelievers ("Os Incrédulos") é um documentário que acompanha Lawrence Krauss e o renomado biólogo evolucionário Richard Dawkins na divulgação da ciência e defesa da razão em vários lugares do mundo.