Este post sai fora da sequência do «caderno do Jorge» mas pareceu-me importante em face, e graças, aos comentários recebidos.
Vamos ver como deve ser formalizada uma teoria científica, que é isso que o Jorge tem que fazer.
Nós observamos o mundo e colhemos informação, “factos”, que interpretamos à luz dos nossos conhecimentos e a partir dos quais estabelecemos uma teoria ou tomamos uma decisão.
Por exemplo, vemos uma pessoa a chorar e interpretamos isso como tendo essa pessoa sofrido um desgosto e talvez procuremos descobrir que desgosto foi esse e como poderemos ajudar essa pessoa. Não é o facto em si - a pessoa estar a chorar – mas a interpretação dele que serve de base ao nosso raciocínio e actuação.
(os filósofos têm umas classificações para isto mas não vou usar porque seria mais complicado)
Ora há sempre múltiplas interpretações para o mesmo facto. Por exemplo, a pessoa pode estar a chorar porque lhe entrou uma poeira no olho, ou porque tem um desequilíbrio hormonal, ou na sequência de um ataque de riso. Assim, uma teoria estabelecida sobre uma interpretação de um facto assenta numa base frágil, não produz um conhecimento sólido.
Dirão: bom, mas dessa interpretação deduzem-se consequências, testam-se e assim saberemos se a interpretação está certa ou não.
É um engano. Por um lado, de premissas falsas podemos chegar a conclusões verdadeiras. Numa dedução, a veracidade da conclusão não prova a veracidade das premissas. Por outro lado, nem sempre o teste é fácil e imediato. Em Ciência, as teorias são construídas sobre os dados existentes e testar significa confrontar com novos dados, que estarão dependentes duma evolução tecnológica ou duma lenta transformação dum sistema.
No que se refere à Física, uma teoria assente em interpretações de observações teria sempre uma base frágil, não serve como estrutura para um «edifício de conhecimento».
Qual é a alternativa? É construirmos as teorias, os modelos, unicamente com teorias matemáticas sobre factos tal como observados, ou seja, sobre postulados obtidos por indução sobre factos tal como observados.
Há uma grande dificuldade nisto porque o facto observado não é um facto absoluto mas apenas um facto relativo a nós e nós não sabemos o que somos porque não nos podemos medir; mas há conjuntos de observações das quais se pode extrair um facto físico independente do observador e de interpretações – por exemplo, a Lei da Inércia ou a independência da velocidade da luz em relação ao movimento da fonte.
Por outro lado, uma teoria assim construída não é falsificável, no conceito de Karl Popper, pois um modelo matemático pode sempre fazer-se acertar com os novos resultados, quaisquer que eles sejam: basta acrescentar um novo parâmetro por cada novo resultado. Um novo parâmetro equivale a mais um postulado e este não assenta em factos directamente observados, logo, a introdução de parâmetros é uma transgressão. Esta introdução é condicionada à verificação experimental directa do parâmetro; por exemplo, no modelo do Big Bang introduziu-se o parâmetro «matéria negra» e agora busca-se a sua confirmação por observação directa.
Porém, o que acontece é que este processo é repetível ad eternum, isto é, faz-se uma experiência para detecção do novo parâmetro, não dá certo, então acrescenta-se mais um parâmetro, transferindo-se para a detecção deste a validação da teoria. É o que se passa com a teoria Atómica desde o parâmetro «neutrino».
É por isso que em Física as teorias não são «verdadeiras», são apenas «a melhor das disponíveis». E existem dois critérios para avaliar as teorias, de que se falará num dos próximos pontos do «caderno do Jorge», sendo um deles o número de parâmetros: quanto menos, melhor a teoria. O Big Bang é ainda a melhor teoria cosmológica disponível, apesar de ter sido necessário acrescentar novos parâmetros (energia negra, matéria negra, inflatão) para a acertar com as novas observações. O mesmo com a teoria Atómica.
Vejamos exemplos da aplicação destas ideias a teorias Físicas.
O modelo de Ptolomeu era construído sobre um facto tal como observado: os astros circundam a Terra e esta estaria imóvel porque nenhuma observação detectava movimento. Parece metodologicamente certo, do ponto de vista da Física. Mas estava errado porque a presunção de que o movimento da Terra seria detectável por experiências locais estava errada.
O Modelo de Copérnico estava mais certo; mas era metodologicamente inaceitável porque assentava numa interpretação dos factos observados, a interpretação de que o facto de vermos o Sol descolar-se no céu era o resultado de a Terra rodar, que não estava apoiada em nenhum facto, pois não se detectava nada que pudesse ser consequência directa do movimento da Terra.
Mas não se poderia fazer uma teoria melhor que a de Ptolomeu postulando um sistema heliocêntrico, mesmo sem se conhecer as leis do movimento e da gravitação? Podia, mas acontece que qualquer teoria que dure mais do que uma geração transforma-se num mito, e para derrubar um mito não basta uma teoria «melhor», é preciso uma teoria indiscutível.
Para a teoria heliocêntrica ser aceite cientificamente, foi necessário construi-la sobre factos tal como são observados. O modelo de Newton não parte da hipótese dos planetas andarem à volta do Sol, ele assenta num conjunto de propriedades observadas directamente a partir das experiências, nomeadamente na Lei da Inércia.
Da mesma forma, o trabalho de Lorentz peca porque assenta na ideia de que existe um meio, um éter. É evidente que existe, tal como era evidente para o Copérnico e Galileu que o Sol era o centro do sistema planetário; só que nós não observamos directamente esse meio, portanto, ele não é um «facto tal como obtido da experiência». O que nós observamos da experiência é o «campo», é a independência da velocidade da luz em relação à da fonte e é a independência das leis físicas em relação ao movimento do observador, consubstanciada no Princípio da Relatividade.
O Einstein estabeleceu as suas teorias sobre estes factos, tal como obtidos da observação, e isso fez toda a diferença. Os resultados de Lorentz podiam ser contestados porque assentavam na ideia de um éter e este não é observável; mas os de Einstein não podem. Uma pessoa pode dizer que «não acredita», que «não pode ser», mas isso é inútil, a única coisa que importa é se a dedução dele tem ou não falhas. Por acaso tem uma pequenina falha, o Einstein tinha consciência dela, salientou-o, mas ninguém parece ter percebido ou sido capaz de encontrar uma alternativa.
Também a teoria da expansão do espaço não assenta numa interpretação de factos. Contrariamente ao que muitas pessoas pensarão, ela não se deduz do desvio espectral para o vermelho nem duma hipótese de expansão do espaço baseada numa interpretação do desvio para o vermelho. Ela deduz-se das equações da Relatividade Generalizada de Einstein aplicadas a um certo cenário. Ou melhor, ela é uma interpretação possível duma solução dessas equações. Mas a verdade é que subjacente a ela, embora não formalmente, está o mesmo erro de Ptolomeu, a presunção de que somos invariantes porque se não fossemos o detectaríamos.
Onde é que se situa apresentação da Teoria da Evanescência neste quadro?
O “Jorge” poderia fazer a descrição do processo de Evanescência e provar que as observações estão de acordo com as previsões; teria uma teoria claramente melhor que o Big Bang porque com menos parâmetros. Mas não pode ser assim, seria vulnerável à contestação.
A teoria da Evanescência tem de ser deduzida de equações já pertencentes ao «edifício do conhecimento» e de postulados decorrentes de factos tais como observados. Não é esse o processo de descoberta, mas esse é o «produto final».
Tal como fez Newton. Ou seja, o “Jorge” não pode colocar nenhuma hipótese ou interpretação de factos. Tal como Newton, tem de poder dizer «hypotheses non fingo». Oiçamos Newton:
I have not as yet been able to discover the reason for these properties of gravity from phenomena, and I do not feign hypotheses. For whatever is not deduced from the phenomena must be called a hypothesis; and hypotheses, whether metaphysical or physical, or based on occult qualities, or mechanical, have no place in experimental philosophy. In this philosophy particular propositions are inferred from the phenomena, and afterwards rendered general by induction.
Por estas razões não pode ser usado o nome «teoria da Evanescência» porque isso já implica uma interpretação do fenómeno; será apresentada apenas como uma análise relativista do problema da escala, ou seja, de como pode ocorrer uma variação de escala sem que seja possível detectá-la por observações locais, portanto, com conservação das leis físicas.
A teoria tem de se basear exclusivamente em postulados decorrentes das observações e ser exclusivamente matemática, sem qualquer conjectura de natureza física. Esse é o desafio que se coloca ao «Jorge».
“Introduction”, informou Luísa sobre a segunda página.
“É o esquema clássico dos artigos científicos”, esclareceu o Mário. “As revistas de topo já não seguem esse esquema, torna o artigo mais longo.”
“One can describe physical systems, whatever the inertial motion, field and position in time and space of the observer, using the same physical laws on measures relative to the observer and considering that one-way light speed is constant in relation to him; this fundamental property, first spotted by Galileo, the Relativity Property, has the peculiar and unexpected characteristic of inducing the observer in the wrong perception of being privileged, of being at some sort of centre of the universe.”
“Essa do observador ser induzido a pensar que está no centro do Universo... bem, nunca tinha pensado assim...” Mário quedou-se meditativo. “O Einstein intrigava-se com o facto de as leis físicas terem a forma mais simples possível... de facto, as coisas passam-se como se o observador estivesse num centro do Universo... Continua.”
“Applying Relativity property imply the use of the concept of «rigid body», i.e., the length unit is defined from the size of some measuring rod and the description so obtained is understood as if length unit were independent of direction, motion, field or position in space and time. This is fully in accordance with experience: the Universe can be described using «rigid-body» geometries and no local experience contradicts it.”
“Exacto! E se assim é, então os corpos são mesmo invariantes, essa é a conclusão da experiência, que se pode entender num cenário de espaço-tempo variável.”
“One can note that from the physics of bodies there is no ground to presume that bodies are «rigid», because their size depends on propagating fields and, therefore, can be influenced by external fields and motion. About a decade before Special Relativity, Lorentz and Fitzgerald considered, independently, as an explanation for the result of Michelson experiment (1881), a contraction of bodies with motion; however, Lorentz analysis of electrodynamics considering the contraction of bodies, published in 1904, was supersede in the following year by the more straightforward Einstein work using Relativity Principle on the «rigid-body» concept.”
“Exacto!”, exultou o Mário, “o Lorentz desenvolveu um raciocínio muito lógico de acordo com as ideias da época sobre o Universo e, embora tenha conseguido obter praticamente os mesmos resultados do Einstein, a sua análise não tem a elegância nem a simplicidade nem a abrangência da de Einstein.”
“Então o Einstein salvou o nosso amor-próprio!” exclamou a inesperada Ana
“Salvou o quê? Que afirmação é essa?”
“Ena, está escrito em inglês...” surpreende-se a Luísa, “e o título é: Abstract! Não me digam que o Jorge escreveu um texto sobre arte!”
“Não, não, isso não é um título; «abstract» é «sumário» em inglês, os artigos científicos começam sempre por um «abstract»; isso deve ser a minuta de algum artigo que ele estará a preparar.” O Mário pegou no caderno para confirmar. “É isso mesmo, isto é o rascunho de um artigo” sentenciou e devolveu o caderno à Luísa. “Lê tu que eu percebo mal a letra dele.”
“Bem, cá vai: The concept of «rigid body» is a pillar of today’s physics models; however, the fact that one can not detect by local experiments a variation in atomic length unit is not an evidence of its invariance, somehow as the fact that one can not detect by local experiments Earth motion is not a proof that Earth “does not move”.” Luísa pára de ler. “Não percebi nada; o que é isto do «rigid body»?”
“Quando estás a medir um comprimento, presumes que o teu metro não varia de tamanho ao longo da medida, não é?”
“Claro! Se variasse, a medida não fazia sentido!”
“Isso mesmo; portanto, presumes que o teu metro é invariante, é um «corpo rígido»; em ciência também se presume que a unidade de comprimento é invariante, isto é, que o seu tamanho hoje é igual ao de ontem, não depende do tempo, como não depende da direcção, da velocidade, do campo, ou do ponto do espaço onde nos situamos.”
“Presume-se? Não se sabe?” questiona a Ana.
“Nada nos indica que não seja invariante, embora, num continuum material, isso não se possa detectar. Pode fazer-vos um pouco de confusão, mas se todos os corpos forem igualmente esticados numa direcção, nós não damos por nada porque tudo varia da mesma maneira, o metro e os objectos a medir. Por isso, mesmo que os corpos não sejam rígidos, isso nada altera. Não vejo qual seja o interesse em discutir esse conceito. Mas continua, Luísa.”
“In both cases, it is exactly the impossibility of measuring the change that reveals fundamental properties of the Universe. In this paper, it is presented an unknown geometrical property that allows the metric of space to hold in a «non-rigid body» universe; this is a first step in building a model of the Universe free from «rigid-body» concept. Surpassing the idea of «rigid body» corresponds somehow to surpassing the idea of geocentrism. Ena, esta parece-me forte… estavas a dizer que discutir o «rigid body» não interessa e ele vem dizer que é um conceito como o geocentrismo...”
Mário fica pensativo. “Bem, num continuum material, que é a situação que temos na Terra, não interessa; agora, se for num sistema de corpos isolados no espaço, já pode não ser bem assim, porque as distâncias entre corpos não mudam, portanto qualquer alteração dos corpos, do «metro», origina alteração nas medidas das distâncias. Lembro-me agora de ter lido há algum tempo, já não sei onde, que o Riemann se preparava para acabar com o conceito de «corpo rígido» quando morreu de tuberculose. A senhora das limpezas encarregou-se de deitar fora os seus papéis, por isso não se sabe nada dos seus estudos não concluídos. O Riemann foi quem desenvolveu a geometria que permitiu ao Einstein fazer a Relatividade Generalizada.”
“Então achas que o Jorge fez o que o Riemann queria fazer?”
“Bem, acho que isso seria muita areia para a carroça do Jorge... ele pareceu-me mais empenhado na Física do que na geometria... além disso, se o metro variasse, com a direcção por exemplo, isso notar-se-ia nas medidas espaciais, a geometria ficaria alterada... não, o Riemann já deveria estar doente quando disse isso, o facto é que nunca ouvi falar dessa possibilidade, se isso tivesse alguma razoabilidade certamente que seria objecto de debate, constaria dos problemas para resolver, etc.”
“E o que é isto da “métrica do espaço” de que o texto fala?”
“A métrica é simplesmente a fórmula que permite calcular a distância entre dois pontos a partir da diferença das suas coordenadas; por exemplo, num plano é o teorema de Pitágoras; se for sobre uma superfície curva já a coisa se complica; e ainda se complica mais quando generalizamos a espaços com mais dimensões do que as duas do plano ou das superfícies a que estamos habituados.”
“Mas o Jorge diz que apresenta uma propriedade desconhecida que permite que a métrica do espaço se mantenha num universo onde o metro varia...”, a Ana, com ar desconfiado.
“Propriedade desconhecida? Mas há lá agora propriedades desconhecidas na geometria!! Que disparate! Se o metro variasse com a direcção acontecia logo uma coisa: os triângulos rectângulos deixariam de satisfazer o Teorema de Pitágoras, como é óbvio, pois as medidas dos lados viriam alteradas.” O Mário agora irritado. A Luísa achou por bem continuar a leitura:
“Our second step is the analysis of the simplest «non-rigid body» case, the relativistic scalar change of length unit, obtaining Scale Relativity, i.e., a model where physical laws are independent of scale. The application of Scale Relativity to cosmological data leads to the Theory of Evanescence, which seems able to fit relevant cosmic data using only one parameter, the Hubble constant. Cá está, a Teoria da Evanescência de que ele esteve a falar... o que é isto da Relatividade de Escala?”
“Nunca ouvi falar, é uma invenção dele... embora eu esteja a entender... a expansão do espaço tem as propriedades de uma variação de escala, e já houve várias tentativas de construir modelos alternativos ao Big Bang baseados numa variação de escala... todos falharam porque presumiam sempre a variação de uma qualquer constante física e isso não se observa... ora ele diz que fez uma teoria relativista da escala, onde não há variação de leis físicas, logo de constantes... isso já é interessante...” Os olhos do Mário adquiriram o brilho especial que os iluminava sempre que uma nova ideia surgia no horizonte. “Continua.”
“Besides letting off dark matter and dark energy, it applies at all distances and to all matter distributions, and has relevant consequences concerning the past and future of Earth and Life. There is no conflict between what is presented in this paper and established theories, namely Relativity theory. E acabou!”
“Pois, ele já disse aqui que não precisava dessas coisas «negras»... o Big Bang só se aplica a uma escala em que a distribuição de matéria possa ser considerada uniforme, não se aplica dentro das galáxias, por exemplo, é por isso que ele diz que a teoria dele se aplica em todos os casos... consequências sobre a Terra e a Vida? Deve ser o lado melodramático dele... é melhor ele cortar isso ou nenhuma revista o publica... depois afirma que não conflitua com a Relatividade mas também não vai ter sorte, o conflito começa logo quando ele ataca o conceito de corpo rígido, qualquer referee percebe isso e não é pelo facto de ele fazer essa afirmação que alguém vai deixar passar isso.”
“Então, e se ele estiver certo?” A Luísa provocante.
“Não tem hipóteses, pedir a um referee que deixe passar uma coisa dessas seria como pedir a um bispo que deixasse uma mulher dizer missa; há coisas que simplesmente são intocáveis. Mas vira a página para vermos o resto.”
Os três dirigem-se à janela, donde vêem o Jorge entrar no carro e arrancar rapidamente.
“Bolas, que saída tão apressada!”, desabafa, estranhando, o Mário.
“Será que o Jorge tem medo da luz?” interroga-se a Ana, “… é que sempre o vi de noite, nunca de dia…”
“Bem, dentes de vampiro não tem!”, ri-se a Luísa.
“Olhem, esqueceu-se dum caderno sobre a mesa!”
“É verdade… sabem contactá-lo?”
“Não, ele nunca me deu um contacto”, esclareceu a Ana. “Conheci-o no Bairro Alto, e fomos combinando encontro a encontro sem nunca nos termos telefonado. Temos de esperar que ele nos contacte.”
“Será que o caderno foi mesmo esquecido?”
“Que queres dizer com isso?”
“Está tão direitinho em cima da mesa, bem à vista, que mais parece de propósito que por esquecimento.” Como presa incauta na mira de implacável predador, o caderno do Jorge não pode já escapar às garras da Curiosidade.
“Achas que o deixou para nós vermos?”
“Não me espantaria… sei tão pouco dele… as nossas conversas nunca são sobre ele…”
“Vamos ver” A Luísa abre decidida a capa azul do caderno, um «bloco espiral» A5 da Âmbar. Sobre a folha lisa espraia-se uma escrita miudinha e inquieta.
“Porque é que o Sol não tem oscilações radiais, quererás tu dizer...”
“Sim, isso mesmo, porque é que não se observam oscilações significativas de diâmetro ou de radiação no Sol.”
“Bem, a tua pergunta surpreende-me... há estrelas que oscilam, como as Cefeides, mas a oscilação destas é que precisa de ser explicada; agora a não-oscilação do Sol é o que se espera do modelo estelar, o Sol está em equilíbrio entre a pressão gravítica e a pressão exercida pela radiação do núcleo solar, como seria de esperar.”
“Engano meu caro Mário, um sistema activo nunca está em equilíbrio estático, isso só é possível num sistema passivo em que existam perdas; por exemplo, água num sistema de tubos ou um pêndulo sem alimentação chegam a um estado de equilíbrio porque a sua energia inicial de desequilíbrio é dissipada por atrito e o sistema não gera energia.”
“Ai não? Então num sistema como o Sol o que é que acontece? Não está o Sol em equilíbrio estático?”
“Num sistema activo o equilíbrio é sempre dinâmico, isto é, o estado de equilíbrio é um estado oscilatório. Sempre.”
“Não estou a perceber-te; estás a contestar o óbvio? Nem parece teu... não sabes que o Sol não oscila??”
“Parece não oscilar porque tem um sistema que absorve essa oscilação antes dela atingir a superfície solar.”
“Ah ah, tu és o máximo! Como as observações contrariam a tua teoria, inventas sistemas misteriosos para explicar o desajuste!”
Percebo que o céu começa a clarear, o Sol está a nascer não tarda e eu tenho um compromisso marcado para uma hora depois do nascer do Sol, tenho de me ir embora. Tenho de encerrar esta conversa.
“Amigos, o Sol vai nascer e eu tenho de me ir embora; não vou poder explicar como funciona o Sol, digo-vos apenas que tem uma oscilação interior, cuja frequência e amplitude também é oscilante, e com um valor médio lentamente crescente. Os ciclos de manchas solares são a manifestação dessas oscilações ao nível da superfície solar.”
“Isso é tudo um disparate; as manchas solares são explicadas pela teoria do dínamo solar e os ciclos solares variam caoticamente, como é evidente pela análise das manchas solares.”
“A teoria do dínamo solar prevê que a energia radiada pelo Sol varie inversamente ao número de manchas e verifica-se exactamente o oposto; quanto ao comportamento aparentemente caótico dos ciclos solares, acontece apenas que a relação entre as oscilações e o número de manchas solares é um pouco como a relação entre a temperatura da água num tacho ao lume e o número de bolhas que rebentam na sua superfície.”
“O quê? Culinária agora? Como é isso?” A Luísa igual a si mesma.
“Se um cientista se puser a contar as bolhas que rebentam na superfície da água, vai fazer um gráfico irregular, com uma óbvia componente caótica; mas o fenómeno que as causa, a temperatura da água, não tem nada de caótico. Por isso, um cientista que entenda a causa das bolhas é capaz de determinar a regular variação de temperatura pela análise do caótico número de bolhas.”
“Queres dizer com isso que és capaz de definir exactamente essas oscilações solares?”
“Conhecê-las é desvendar a «personalidade» do Sol; e isso é fundamental porque o Sol tem personalidade.”
“Que queres dizer com isso?” A Ana subitamente interessada.
“O que suspeitas Ana: o Sol é a origem de todos os mitos, profecias e religiões; perante ele se ajoelha a Vida, e mesmo a mais poderosa e arrogante das suas formas soçobra à sua cólera; o passado e o futuro são marcados pela sua «vontade». Nada é tão importante como compreendermos o Sol.”
“É por isso que o Vaticano tem o maior telescópio óptico terrestre do mundo?”
“Não preciso de dizer mais nada; o que tenho dito chega e sobra para quem estiver pronto para entender; e tenho de sair já já.”
“Livra, que encontro tão misterioso, deve ser alguma fada com hora de aparição...” Sorrio para a Luísa; e saio correndo à frente do amanhecer.
Ao alinhar as ideias sobre a formação das estrelas começo a perceber que irei entrar em tópico que talvez seja prematuro abordar agora. Não adianta pedir segredo, se eu não o guardar os outros também o não farão. Ainda não encontrei uma maneira adequada de apresentar o assunto. Hesito, e a minha hesitação intriga os outros:
“Então? Deu-te o sono agora?” O Mário brincalhão.
“Vocês sabem que nem tudo se pode dizer às crianças, não é verdade? E porquê?”
“Ora, porque elas não têm o conhecimento suficiente, não têm um modelo de realidade suficientemente desenvolvido para poderem incorporar nele muitas das coisas desta vida. Assim, é preciso fornecer-lhes ideias que não são exactamente verdadeiras mas que encaixam no seu modelo de realidade e conduzem ao comportamento pretendido.” Responde célere a Luísa.
“Isso mesmo, Luísa, vejo que és especialista em crianças; mas diz-me agora: e em relação aos adultos?”
“Em relação aos adultos...” a Luísa intrigada com a questão, “ bem, as coisas têm sempre de ser colocadas em termos compatíveis com os conhecimentos das pessoas; por exemplo, as Igrejas constroem modelos de realidade compatíveis com os conhecimentos e necessidades dos povos. Modelos que os guiam no seu dia-a-dia. As doutrinas religiosas conseguem com muito poucos recursos uma eficiência na gestão dos povos comparável à dos complexos sistemas dos países ocidentais.”
“Mesmo os povos do chamado 1º mundo também são geridos com recurso a métodos que substituem a «verdade» por deflagradores de comportamento adequados”, intervêm a Ana, subitamente séria, “ Por exemplo, a técnica da «mentira conveniente».”
“Pois”, o Mário também quer dizer qualquer coisa, “viu-se isso bem no caso das armas de destruição maciça do Iraque... como já se tinha visto nas teorias da raça usadas pelos alemães, pelos japoneses, se calhar por todos os intervenientes nas guerras mundiais...”
“Vocês estão a falar do passado e dos outros. Provavelmente presumem que estão acima dessas coisas, são pessoas informadas e pensantes, nada a não ser a Verdade pode condicionar o vosso comportamento...”. Ficaram a olhar para mim, espantados.
“O que é que queres dizer com isso?” O Mário, quase escandalizado.
“A nossa sociedade seria impossível de gerir sem o recurso a essas «mentiras convenientes»; por exemplo, sem a teoria das alterações climáticas, não seria possível desenvolver energias alternativas nem combater a poluição nem desenvolver uma consciência global. É uma grande mentira, o clima é ditado pelo Sol, segue as variações da actividade solar, mas é útil para a gestão dos povos de hoje.”
“Mentira como? A Teoria do Aquecimento Global é uma teoria científica! A Ciência não mente!” O Mário quase agressivo.
“A Ciência que tu amas não mente; mas existe outra, uma Ciência-Religião-de-Estado, que está para a Ciência como a Igreja Católica para as ideias de Cristo.”
“Mas que ideia!” desabafa o Mário.
“A Ciência-Religião-do-Estado não é uma opção da Ciência, é uma necessidade da sociedade; «Deus» e «Sabedoria» são os conceitos que convencem os humanos a integrar-se em grandes sociedades, são duas estruturas com milénios de existência, tão antigas como as sociedades humanas. Evoluíram, a princípio os deuses eram vários e distantes, os sábios eram bruxos, sacerdotes, oráculos, astrólogos; hoje temos Igreja e Ciência a assegurar essas funções.” A Ana a mostrar os seus pergaminhos. Altura de ser ela a «professora». Continua, imparável:
“Essas duas estruturas são muito diferentes: uma Religião-de-Estado é ainda uma religião de sacerdotes, distante do povo, como a dos Incas ou dos Maias, enquanto uma Igreja é participada e integrada pelo povo, que tem um papel activo nela. A Ciência-Religião-de-Estado sabe todas as respostas, nunca diz que não sabe, nunca se engana, não tem dúvidas; isso não é o oposto da ciência que tu amas?” O Mário ficou perplexo.
“Eu sei que pelo menos um prémio Nobel da Física já criticou a Ciência-Religião-do-Estado, mas não partilho dessas ideias.”
“E há muito mais «mentiras convenientes»; por exemplo, é preciso inventar constantes ameaças, sem as quais as pessoas começam a achar que não precisam da sociedade, que condiciona os seus instintos predadores, e começam a agir contra ela; é por isso que agora temos ameaças de epidemias todos os anos. Vejam esta gripe A: trata-se e cura-se como outra gripe qualquer, mas estabeleceu-se uma paranóia em torno dela que não tem qualquer outro objectivo que não seja fazer as pessoas sentirem que precisam da sociedade.”
“Inteiramente de acordo, Ana. Imaginamo-nos infinitamente superiores a uma criança, que vemos como uma espécie de estado larvar do humano, mas na verdade há só uma pequena diferença de escala entre uma criança de 8 anos e um adulto. E tal como as crianças, precisamos dos nossos «papões» e «homens do saco» para nos portarmos bem; caso contrário os nossos instintos de predadores assumem o controlo dos nossos actos.”
“E é por isso que temos de ser geridos por «mentiras convenientes», porque não passamos de crianças grandes.” O Mário trocista.
“Ri-te Mário, mas eu é que não falo deste assunto; vou colocá-lo nas mãos da Ciência-Religião-de-Estado ou da Igreja e eles que se desenvencilhem.”
“Tu tinhas é de voltar aos teus mistérios! Já começo a conhecer-te...”
“Já te referi que o director do grande observatório do Vaticano explicou que o objectivo do observatório é entender «a personalidade de Deus». Não entendes o que ele quer dizer pois não?”
“Isso é uma explicação para crentes...”
“Pois, não entendes, não podes entender porque o teu modelo de realidade não tem a informação suficiente. É por isso que vamos é ver que nova construção sucederá às Galáxias e deixar as Estrelas, esse braço da vontade de «Deus» no que a nós se refere, para outra altura.”
“Cá para mim, estás é a fugir de alguma coisa... deve estar a faltar-te alguma peça no puzzle...”
“Incrédulo Mário, que acreditas nos sacerdotes da Religião-do-Estado mas desconfias de mim! Fazes bem, não devemos confiar em ninguém! Mas como eu tanto gosto de abalar as crenças como as descrenças, vou dizer qualquer coisa sobre as estrelas que tu não saibas... por exemplo, sabes porque não oscila o Sol?”
"Porque é que o Sol roda ao contrário da espiral galáctica não precisas de explicar, não é mistério nenhum! A espiral não é um movimento global da matéria da galáxia, é apenas uma onda de densidade que se propaga do centro da galáxia para a periferia.”
“Grandes palavras Mário... mas o que é isso de uma onda de densidade? As estrelas atravessam os braços da espiral sem perturbação, o que significa que essa «onda» não é como as ondas do mar ou do som. Por isso lhe chamam «onda de densidade». Mas descrever o que se passa não é explicar. A questão permanece: o que é e como se origina essa «onda de densidade»?”
“Meu caro, eu não sei e suponho que ninguém saiba, mas a seu tempo se encontrará a explicação; perceber que se trata de uma «onda de densidade» já é um grande passo!”
“Sem dúvida Mário! Mas agora vais ter a oportunidade de dar mais um passo e perceber tão misterioso fenómeno.”
“Bem, lá começas tu... estou ansiosamente à espera de te ouvir...”
“Sabes uma coisa curiosa? A explicação das espirais está na capa de um livro que tu certamente já manuseaste dúzias de vezes!”
“Na capa de um livro?? Não me lembro de nenhum livro com esse assunto na capa!”
“O assunto não é esse, de facto; mas no desenho da capa está a solução, embora quem fez a capa não estivesse a pensar em nada disso.”
“Tu mais os teus mistérios.” Mário solta um riso fresco e protector. “Desembucha lá, de que livro se trata?”
"Einstein's Theory of Relativity, do Max Born, conheces?"
“A capa? Fazes cada pergunta... eu presto lá atenção às capas... creio que são umas ovais... um daqueles desenhos que qualquer programa de matemática faz e que são muito decorativos...”
“Eu tenho aqui a capa digitalizada, queres ver?” Abro a foto da minha edição do livro do Max Born.
(clicar para ver com detalhe)
“Olha para esse desenho e pensa no movimento da matéria na galáxia.” Mário foi literalmente sugado para o monitor do computador, a casca professoral vaporizada pelo entusiasmo de ver algo novo, como um miúdo a olhar para os embrulhos de Natal. O zumbido dos excitados neurónios parecia quase audível e manteve-nos em venerando silêncio. Finalmente, com voz expectante, começou a expor um raciocínio:
“Isto são elipses sucessivamente mais pequenas e com o eixo sucessivamente rodado... como as órbitas da matéria na galáxia... a matéria tem órbitas aproximadamente elípticas, mas as elipses vão rodando com uma velocidade que depende do seu tamanho... esta precessão das elipses vai originando a zona de maior densidade em espiral, que roda ao contrário da matéria!” termina, maravilhado. É intensa a sensação de beleza que nos assola quando desvendamos segredos que presumíamos indecifráveis.
“Espera aí, deixa ver se eu percebi.” A Luísa interrompe o momento. “Então, a princípio, as órbitas seriam todas elipses concêntricas, com o eixo maior alinhadinho; mas estas elipses rodam, com uma velocidade que depende do eixo maior; em consequência, elas vão estabelecer uma linha de cruzamentos que tem a forma de uma espiral. Estou certa até aqui?”
“Isso mesmo Luísa.” Responde o Mário ainda entusiasmado. E continua: “Na linha de cruzamento das órbitas a densidade da matéria é muito maior, mas a matéria segue apenas a respectiva órbita elíptica; as estrelas atravessam os braços da espiral sem perturbação. O desenho espiral é estável porque toda a matéria fora da zona central tem a mesma velocidade. A barra central tem um comportamento diferente porque aí as velocidades variam com a distância ao centro galáctico.”
Mário continuava maravilhado a olhar para capa do livro. “Nesta saíste-te bem, Jorge... já na explicação da formação das galáxias...”
“Ainda estou a trabalhar nessa. Mas de uma coisa estou certo: nesta fase do Universo tudo se explica com o recurso à simples leis da Gravidade. A explicação para a formação das galáxias será simples, elegante, nada caótica, porque as densidades são muito baixas e não há choques entre as moléculas. E sobretudo, não dependerá de nenhumas forças ocultas, entes negros ou energias desconhecidas. A única dificuldade reside na nossa falta de inteligência para descobrir como é; depois de descoberto, uma criança poderá perceber.”
“Isso é que é fé na simplicidade divina!” A Luísa desatou a rir, trocista.
“Não é Fé, eu sou um conhecedor da personalidade subtil e serena de Deus!” Não resisti à provocação, e a Luísa e eu rimo-nos, divertidos com o ar perplexo dos outros dois. Mas aproveitei para continuar com ar mais sério: “Repara que não há nada de caótico em todas as sucessivas etapas de organização da matéria até agora: a uniformidade inicial origina cascas esféricas, que originam anéis, que originam galáxias, que originam estrelas; e, como vamos ver, também a formação de estrelas é um processo preciso e determinístico.”
“Preciso e determinístico? Saíste-me cá um poeta... então as estrelas não resultam de processos caóticos de condensação de nuvens de matéria?”
“Pois, também pensavas que sabias tudo sobre os braços espirais das galáxias e, afinal, não sabias...”
Nota: o anonimodenome chamou-me a atenção de que esta explicação já foi apresentada por Lin e Shu e está na wikipedia aqui; não fazia ideia, já tive esta ideia há muitos anos e esta teoria não é referida na minha bibliografia; antes de publicar fiz uma pesquisa rápida na net, nomeadamente na wikipedia, mas devo ter-me ficado pela versão portuguesa ou não devo ter corrido a inglesa até ao fim. De qualquer maneira, convém registar que as ideias que aqui apresento, quando acontece não serem originais, verifica-se que são certas... logo, é possível que as originais também o sejam...
“Agora vamos ver umas características curiosas das galáxias. Para começar, sabem qual é a velocidade da nossa Galáxia em relação ao ruído de fundo Cósmico, ou seja, o que eu chamo a velocidade absoluta da Galáxia? E a velocidade do Sol em relação ao centro da Galáxia, sabem qual é?”
“Bem... sei que a velocidade da galáxia anda pelos 500 km/s... mas não sei ao certo...”
“Pois, a tua cabeça não é exactamente a Wikipedia!” dispara jovial a Luísa
“Boa ideia, vamos à Wikipedia ver. Aqui está, na janelinha à direita: velocidade da Galáxia 552 km/s... velocidade de rotação da galáxia entre 210 e 240 km/s... velocidade do Sol em relação ao centro galáctico 220 km/s... Ah, e aqui está uma coisa interessante, o Sol move-se no sentido oposto ao do padrão em espiral da galáxia!”
“No sentido oposto? Como é isso possível?”
“A espiral não é um braço de matéria a mover-se, é algo muito diferente de que falarei mais adiante; para já, vamos analisar as velocidades do Sol e da Galáxia. A velocidade da galáxia é mais do dobro da velocidade de rotação do Sol, o que significa que a trajectória absoluta do Sol (em relação ao RFC) é uma linha aberta, uma ciclóide. Tenho aqui uma figura, querem ver:”
“Mas isso é quase uma linha recta!” Exclama a Luísa. “e 10 elevado a 18 em km é quanto em anos-luz?”
“São 100 000 anos-luz, é quanto vale cada divisão desse gráfico. Pois é, em relação ao ruído de fundo é quase uma linha recta; e se te lembrares agora da figura que já mostrei com a intersecção de duas bolhas... deixa abri-la de novo... aqui está:”
“...percebes que o movimento do Sol é o movimento da matéria na zona de intersecção a oscilar entre uma casca e outra, tipo ping-pong, e a deslocar-se para fora, empurrada pelo crescimento das bolhas. A velocidade média da matéria é a das bolhas, não é devida ao campo galáctico, e a distância ao centro galáctico resulta apenas da posição da matéria na casca, não tem nenhuma relação com a sua velocidade.”
Observam todos em silêncio. Mais uma vez, percebo que a Luísa e a Ana aguardam o veredicto do Mário. Finalmente, este pronuncia-se:
“Se é como dizes, então a velocidade das galáxias reflecte a velocidade de crescimento das bolhas e não pode ser uma qualquer; todas as galáxias geradas no mesmo anel de intersecção teriam de ter a mesma velocidade «absoluta», como lhe chamas.”
“Exactamente Mário, só a direcção variaria. E mais: o conhecimento da velocidade da Galáxia permite-nos traçar com precisão a história passada do Universo e determinar o valor desse parâmetro tão difícil de medir que é a densidade da matéria no Universo.”
“Sim, mas não respondeste à minha pergunta: a velocidade das galáxias do mesmo anel é a mesma ou não?”
“Eu não tenho dados sobre isso, mas se não fosse assim, a distribuição das galáxias no espaço não poderia configurar anéis, não é verdade? Nós observamos a disposição das galáxias em anéis até distâncias de milhares de milhões de anos e essa disposição não poderia manter-se neste tempo todo se as velocidades das galáxias do mesmo anel não fossem aproximadamente radiais e iguais.”
“Então, e as galáxias que convergem para o Grande Atractor?” A Ana desconfiada.
“São galáxias de anéis diferentes; os anéis vão intersectar-se todos por sua vez, originando uma nova estrutura espacial, mas isso é assunto mais para diante.”
“Mas o que disseste não impede que o campo galáctico não vá acelerar a matéria, determinando velocidades relativas mais altas para a matéria mais próxima, como acontece no sistema planetário.”
“Mário, repara na figura da zona de intersecção: a matéria duma casca vai ficar sujeita ao campo da outra, que lhe é quase perpendicular; o efeito é mudar a direcção da velocidade em relação ao centro galáctico mas não altera significativamente o seu módulo em relação a este. Claro que há parte da matéria que vai deslocar-se mais na direcção do centro e esta vai ser acelerada. Mas isso é o que observamos nas galáxias, onde a velocidade da matéria junto do centro já não é constante.”
O Mário queda-se meditativo, a olhar para a figura; eu continuo: “Nota que eu não sei explicar tudo, por exemplo, não sei ao certo como se fracciona a distribuição da matéria, não sei se já está fraccionada quando se dá a intersecção ou se é depois disso, se a galáxia resulta de matéria só duma casca ou se a matéria da bolha maior domina o fenómeno e determina o sentido de circulação, sendo os diferentes tipos de galáxias uma consequência das diferentes relações entre as bolhas que as originam...”
A silenciosa mas atenta Ana interrompe-me, com ar de dúvida:
“Mas ainda não estou a perceber porque é que o comportamento da matéria há-de ser diferente na galáxia e no sistema planetário porque, no fundo, ambos resultam de uma condensação de uma nuvem de matéria.”
“Ahh, mas aí é que estás muito enganada Ana, os dois processos são completamente diferentes e, na verdade, nenhum resulta da condensação de uma nuvem de matéria. A galáxia resulta de matéria apanhada numa intersecção de campos; o sistema planetário resulta de algo completamente diferente do que pensas, algo...”
A impulsiva Luísa interrompe-me:
“Antes de passares adiante, ainda te falta explicar uma coisa, essa história da espiral da Galáxia rodar ao contrário do Sol!”
“Ah, mas é para já Luísa!”
“Comecemos pela intersecção de duas bolhas. Já falamos disto mas aqui está uma figura para recordarmos.” Abri a primeira das figuras que tinha feito no já longínquo inverno de 95, quando tentei explicar a uns astrónomos as minhas ideias:
“Sim, isso já vimos.”
“Então passemos à figura seguinte, vejamos em detalhe o campo na zona de intersecção.” Abri a segunda figura. “Temos a secção de uma casca a azul e outra a vermelho; na zona de intersecção, portanto, numa secção do anel de intersecção, fiz a composição dos campos, estão a ver?”
“Sim... nada de novo, o campo no anel de intersecção diminui do interior para o exterior, como nas cascas...”
“Pois, mas agora repara na terceira figura:”
O Mário faz uma cara de quem não quer acreditar no que está a ver; dispara, quase agressivo: “o que é isso??”
“É o que tu estás a perceber Mário; para analisarmos os movimentos relativos dos átomos, temos de analisar o campo relativo ao campo médio, não é verdade?”
“Sim, claro, o movimento é inercial...”
“Então, tens um campo diferencial que cresce do centro do anel para a periferia, como mostra a figura, não é verdade?”
“Sim, está certo...” O Mário hesitante, mas sinto-lhe já a curiosidade a vencer o receio.
“Espera aí, não vás tão depressa... acho que estou um pouco lenta...” a Luísa ri-se, denunciando confusão.
“Luísa, podemos decompor o campo total na soma do campo médio com este campo diferencial; cada um produz consequências no movimento das partículas e o resultado final obtém-se pela soma das consequências parciais.”
“Ah, estou a perceber, o campo médio produz um movimento acelerado linear, enquanto o campo diferencial, como é orientado para o centro do anel, vai originar um vórtice; portanto, vamos ter um vórtice, ou seja, uma galáxia, a deslocar-se aceleradamente numa certa direcção do espaço!!” Luísa triunfante.
“Isso é que é velocidade mental Luísa! E dizias tu estar lenta. Mas é mesmo assim: vamos ter uma galáxia a deslocar-se como se atraída por um ponto do espaço, um Grande Atractor, como lhe chamam os astrónomos. Só que o Grande Atractor não existe, a Galáxia é empurrada pelas bolhas em crescimento, não é atraída, é repelida.”
“Espera aí, não vás tão depressa...” O Mário ri-se, imitando a Luísa.
“Certo Mário, a afirmação da Luísa é uma intuição, agora temos de ver como a coisa se processa em pormenor.”
“Para os astrónomos, o facto da velocidade de rotação da matéria em torno do centro galáctico ser constante é um grande mistério, não é verdade Mário?”
“Um mistério sim... mas resolvido, isso é uma evidência da existência da Matéria Negra, como muito bem sabes!”
“Curiosa evidência... e logo a Matéria Negra tinha de ser na exacta quantidade e na exacta distribuição capaz de assegurar a constância da velocidade de rotação...”
Mário impacientou-se. Pensei que iria dar a resposta que os cientistas costumam dar quando são confrontados com estas coisas mas enganei-me:
“Estou à espera da tua explicação. As explicações não são boas nem más, são apenas melhores ou piores. Espero sinceramente que apresentes uma explicação melhor.”
“Há dois grandes erros nos actuais raciocínios em relação à formação das galáxias. Um, é presumir que uma galáxia tem semelhanças com um sistema planetário, onde a velocidade dos planetas diminui com a distância à estrela.”
“E não tem??? Não resultam ambos da condensação de uma nuvem de matéria? Apenas a dimensão é diferente, o fenómeno físico é o mesmo!”
“É exactamente aí que está o erro: o fenómeno físico não é o mesmo, é até muito diferente. Um sistema planetário não resulta da condensação de uma nuvem de matéria.”
“Que estás tu para aí a dizer? Isso é assunto mais do que esclarecido!”
“Mário, o resultado final da condensação de uma nuvem são as estrelas; a ideia de que poderiam ficar para trás uns minúsculos corpos a que chamamos planetas nunca foi confirmada pelas inúmeras emulações numéricas, como saberás.”
“Sim, por enquanto, mas será só uma questão de tempo e de aperfeiçoamento do modelo. Só pode ser dessa maneira que se formaram os planetas porque já se provou que todas as alternativas são falsas.”
“Todas as alternativas de que os cientistas se lembraram, Mário! Só não se lembraram da alternativa certa; além de que não há semelhança nenhuma entre esses minúsculos corpos que são os planetas e a distribuição de matéria numa galáxia. Essa presunção, que é o suporte principal da ideia da Matéria Negra, é um absurdo, como veremos.”
“Claro, só tens é de me mostrar que as órbitas das estrelas não obedecem às leis que regem as dos planetas. E qual é o outro suposto erro?”
“ O do costume... para entendermos qualquer coisa temos de conseguir traçar a história dos acontecimentos que conduziram a ela. Tal como uma alavanca precisa de um ponto de apoio, também precisamos de conhecer um estado anterior.”
“Sim, isso é lógico, qual é o problema?”
“Quando não se conhece o estado anterior, a nossa tendência é presumir que este foi um estado de grande confusão, caótico, a partir do qual todas as coisas se tornam possíveis. Mas não é assim que as coisas acontecem neste Universo. É bem ao contrário. Os estados, em escalas suficientemente grandes, sucedem-se de uma forma clara e determinística.”
“E então?”
“As explosões, tipo Big Bang, ou as catástrofes, tipo meteoro que choca com a Terra, ou os outros processos caóticos, tipo colapso de nuvens de matéria para gerar sistemas planetários ou galáxias, são suposições muito cómodas porque a partir delas se pode concluir qualquer coisa, mas disparatadas, pontos de apoio fictícios que alavancam o nosso desconhecimento.”
“Oh Jorge, entraste agora na Filosofia? Estamos à espera que expliques as galáxias, já te esqueceste?”
“Isto é para esclarecer o seguinte: eu não presumo esses estados anteriores que permitem alavancar uma explicação porque já sei que conduzem a explicações erradas, baseio-me apenas no que consegui identificar dos estados anteriores. A consequência é que apenas posso ir descobrindo aspectos parciais dos fenómenos, em função dos aspectos parciais dos estados anteriores que vou percebendo. É o que eu chamo ir descobrindo peças do puzzle. Neste caso das galáxias, tenho algumas peças do puzzle mas não tenho todas. E faltam-me dados sobre a disposição espacial das galáxias para poder testar essas peças.”
“Hummm, já estás a «fugir com o rabo à seringa»! Mário riu-se, mais simpático do que trocista.
“Nós já conhecemos um estado anterior às galáxias, que é o anel de intersecção das bolhas, e é por aí que vamos começar, caracterizando bem os campos de forças e o movimento da matéria no processo de crescimento do anel. Esta é a nossa vantagem em relação aos astrónomos, pois eles não descobriram esse processo e presumem que a matéria se vai condensando apenas em consequência da atracção gravítica entre partículas.”

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