Quinta-feira, 20 de Novembro de 2008

Pureza Virginal

 

 

 

The cosmic microwave background spectrum measured by the FIRAS instrument on the COBE satellite is the most precisely measured black body spectrum in nature. The data points and error bars on this graph are obscured by the theoretical curve.

 

 

Repara na Radiação Cósmica de Fundo: não é fascinante a sua pureza? Exactamente a Lei de Planck da radiação! Conheces mais algum fenómeno real que produza uma radiação assim?

 

Assim exactamente não... surgem sempre riscas espectrais e outras perturbações da curva de radiação... não sei se já foi realizada alguma experiência para produzir uma radiação assim tão pura.”

 

 

 

 

espectro da radiação solar (NASA)

 

“Pois, eu também não sei. Mas o que sei é que ela nos dá a possibilidade única de caracterizar um estado do Universo com a precisão necessária à completa modelação do Universo a partir desse estado.”

 

Como assim?

 

“É que podemos presumir um estado em que a distribuição de matéria no universo que observamos era absolutamente uniforme e isotrópica.”

 

“Estás enganado. Por um lado, a Teoria do Big Bang explica essa homogeneidade, fruto dos choques entre as partículas e os fotões no denso e quente estado que antecedeu a libertação da Radiação Cósmica de Fundo, ou CMB. Depois, ao contrário do que dizes, são as inhomogeneidades que são importantes, pois os pontos de maior concentração foram as sementes das galáxias.

 

“Duplamente errado! Por um lado, a extrema homogeneidade do CMB é uma dôr de cabeça para a teoria do Big Bang, que teve de inventar coisas como a Inflação, não é verdade? Tu continuas preso à ideia de um «Big Bang» mas repara que ele é apenas uma presunção simplória, pois a Radiação Cósmica de Fundo é a informação mais antiga que temos, ou que pensamos ter, sobre o Universo. Nem temos nada que suporte qualquer especulação sobre o «antes», nem temos necessidade dela para fazer um modelo cosmológico.”

 

Impaciente, o Mário interrompe-me:

Sim, mas concerteza que o Universo não começou por uma distribuição homogénea de matéria!

 

“E começou com uma «Inflação»? Há alguma diferença entre presumir uma Inflação ou a uma distribuição uniforme inicial para matéria?

 

“ Então e não interessa saber como a matéria foi criada?

 

“Mas a matéria foi criada, Luísa? É que nem isso sabemos, podemos pensar que o espaço, o «medium», é que foi criado e que a matéria é uma perturbação desse momento... não é que eu pense que foi assim, estou só a mostrar que tudo o que possamos dizer sobre o assunto é um castelo no ar. E, sobretudo, não precisamos disso agora. Depois de compreendermos melhor o Universo e de termos um modelo melhor de uma partícula, então poderemos começar a pensar no «antes» de forma minimamente científica.”

 

Não deixas de ter razão, do ponto de vista estritamente científico, mas desde já te digo que se a Ciência falasse assim... as pessoas não aceitam um «não sei nem faço ideia» como resposta.”

 

“Não sei, não faço ideia, mas quero saber. Não sei ainda... eu penso que isto é exactamente o que caracteriza a Ciência!”

 

Só é pena que a posição de alguns cientistas pareça ser a de: «Sei tudo, logo, o que não sei não existe»...” Murmurou a Ana. Mário evita responder-lhe:

 

Bom, mas já estou a ver que não terás mais novidades... as flutuações de densidade originam zonas onde a concentração de matéria é maior, e estas, por sua vez, por atracção gravítica, originam as galáxias... a história do Universo é bem conhecida do CMB para cá!” O Mário a recuperar a sua segurança de professor.

 

“Eu não te disse que estavas duplamente errado?” Não pude evitar um sorriso. “Toda a teoria aceite sobre a formação das galáxias é um disparate. Por isso é que não consegue explicar a distribuição espacial das galáxias, os imensos «vazios» e os «muros» que elas formam, o seu movimento, a sua rotação, ou formações estelares como os quasares.”

 

Não consegue??”, indigna-se o Mário,Quasares são núcleos galáticos activados por buracos negros super-massivos; a distribuição de galáxias e sua rotação explica-se pela matéria negra; quanto ao movimento da nossa galáxia, sabe-se que se dirige para um ponto do espaço onde existirá um Grande Atractor, como o prova o movimento convergente de outras galáxias.”

 

“Pois, é o que eu digo, não se faz ideia nenhuma: buracos negros, matéria negra, energia negra, grandes atractores que são invisíveis apesar de imensos... os cientistas batem aos pontos a autora do Harry Potter...”, o meu sorriso a crescer para gargalhada.

 

Eu nem te respondo a essa insolência; é tudo fácil de perceber para os ignorantes, meu caro Jorge, que vêem sempre  explicações óbvias e simples. Mas essas explicações simples são apenas fruto da ignorância, como vais perceber assim que tentares apresentar as tuas ideias.”

 

Então vou FINALMENTE começar a explicar o Universo. Preparem-se para a Magia da Simplicidade!

 

publicado por alf às 18:52
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Sexta-feira, 14 de Novembro de 2008

Começar de Novo

 

 

O Universo surge como?” repito a pergunta do Mário “ Achas que essa é uma questão científica, ou será antes filosófica, ou mesmo religiosa?” O Mário surpreende-se, medita um pouco e responde:

 

Sem uma resposta a essa questão não podes fazer um modelo do Universo, não tens onde «pendurar» uma teoria cosmológica.”

 

De facto, uma teoria cosmológica não se aplica a um estado de equilíbrio, mas sim a algo que evolui no tempo, que nunca se repete em instantes diferentes; o Universo é um sistema dinâmico num cenário evolutivo.”

 

Exactamente; e os sistemas dinâmicos, cujo estudo o teu ídolo Poincaré foi o mais importante iniciador, e donde nasce a teoria do Caos, dependem criticamente das condições iniciais; é por isso que sem uma hipótese sobre o início do Universo não podes construir um modelo cosmológico.

 

Mas o Einstein não fez um modelo do Universo sem nenhum Big Bang?” esta Ana sabe coisas surpreendentes.

 

Fez, mas o modelo dele era estático, era um modelo de equilíbrio; esse não precisa da definição dum estado inicial porque se repete no tempo. Mas o Universo não é assim, expande, mesmo que seja só aparentemente como diz o Jorge, logo não se repete, é sempre diferente.”

 

Contrariamente à ideia que muitas pessoas fazem dele, querendo que o «hoje» e o «amanhã» sejam iguais ao «ontem»...” murmurou, filosófica, a Ana.

 

Mário, tu estás a pensar nas condições iniciais porque o início é, normalmente, a situação que melhor podemos definir. Mas estás a pôr mal o problema: não precisamos das condições iniciais, precisamos, isso sim, de ter uma descrição completa e rigorosa num qualquer instante de tempo, não é verdade?

 

Sim, só que os estados seguintes ao início são logo demasiado complexos para os podermos definir com a precisão requerida, que é, na verdade, ter erro nulo. Não Jorge, a única hipótese é conhecer o estado inicial.

 

Pois aí é que estás enganado. Por duas razões. Primeiro, porque é uma grande ingenuidade pretender conhecer o que seja o estado inicial do Universo. A teoria do Big Bang foi feita numa altura em que ainda se conhecia muito pouco sobre o Universo e reflecte a visão ingénua que os poucos conhecimentos da época permitiam; no fundo, tal como o modelo de Aristóteles ou de Ptolomeu. Hoje conhecemos muito mais sobre o Universo. Podemos fazer um modelo a partir do que conhecemos em vez de tentarmos a todo o custo adaptar-lhe uma ingénua visão inicial.”

 

Começar de novo!” interrompe-me o Mário, com um sorriso; aparentemente, o desafio que as minhas palavras continham estava a agradar-lhe. “E qual é a segunda razão?pergunta.

 

“A segunda razão é que há um momento do Universo que podemos definir com precisão absoluta. Muito melhor do que um hipotético estado inicial. O momento ideal para iniciar o modelo cosmológico.

 

O quê? Que novidade é essa agora?

publicado por alf às 15:06
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Segunda-feira, 10 de Novembro de 2008

A Mão do Universo é Suave mas Firme

 

 

No momento em que vou responder, a mensagem surge-me de novo na mente: « Lavrarás a terra onde semeares as ideias»; continuo sem bem entender o significado, penso que será um aviso para expôr as ideias sem pressas; quase automaticamente, a resposta já pensada sai-me:

 

A Mão do Universo é Suave mas Firme.”

 

Lá começas tu! Se eu não soubesse que não eras crente ia-me já embora!

 

Por outras palavras, quando não sabemos explicar algo fundamental recorremos a coisas como Deus, Acaso, Explosão. Uma «explosão» é uma explicação tão boa como Deus – tudo pode acontecer a partir de uma explosão, não é? Por isso, é uma explicação que nada explica, é apenas mais um nome para a nossa ignorância.”

 

Estás a falar de quê? Do Big Bang?

 

Do Big Bang e não só. A evolução do Universo não resulta de acasos nem de explosões nem de catástrofes. Nós, na nossa ignorância, é que recorremos a essas explicações. Mas são todas erradas. Nem o Universo começou numa Explosão, nem o Sistema Solar ou a Vida são frutos do Acaso, nem os Dinossaurios foram extintos por um meteoro; por isso te digo que a mão do Universo é Suave, porque nada é fruto de Explosões, mas é Firme, porque também nada é fruto do Acaso.

 

Jorge”, o Mário põe-me a mão no ombro e olha-me bem de frente,  qualquer cientista digno do nome sabe isso perfeitamente; se pensares um pouco, como és um rapaz esperto, certamente perceberás que a Ciência não pode dizer, a respeito de algumas coisas, «não sabemos ainda»; e não é por causa da Ciência, é por causa dos humanos serem como são.”

 

O pensamento correu veloz e a compreensão atingiu-me e calou-me. O Mário percebe e conclui, definitivo:

 

Não é com base em filosofias que podes contestar o Big Bang.”

 

“Nem preciso,” reajo, “a ideia de que o universo teria começado num ponto suporta-se unicamente na presunção de que a expansão corresponde de facto a um fenómeno físico. Sem isso, a ideia torna-se absurda, insustentável.”

 

Claro! Mas não podemos negar que observamos essa expansão, que aumenta com a distância a nós!

 

Então podemos saber o tamanho do Universo...” A Ana pensativa... ou misteriosa, ocorre-me nem sei porquê.

 

Claro que não! Porque dizes isso Ana?

 

Então, sendo a velocidade da Luz a velocidade máxima, o raio do Universo não pode ser maior que a sua idade multiplicada pela velocidade da luz!

 

Mário e eu trocamos olhares que se perguntam: explicas tu ou explico eu?

 

A velocidade em relação ao espaço é que tem limite; mas a velocidade de expansão do espaço não tem. Ou seja, em relação ao espaço, nenhum corpo pode mover-se mais depressa que a luz, mas o espaço pode expandir e afastar os corpos uns dos outros, como pontos na superfície de um balão que enche, a velocidades superiores à da luz, estás a perceber?”

 

Não! Ou melhor, percebo o que estás a dizer mas não acredito nisso” exclama a Luísa. Mário vira-se para mim com ar de quem diz «vês como não é possível explicar-lhes isto?» Tomo a palavra:

 

Luísa, antigamente pensava-se que o Universo inteiro rodava em torno da Terra em apenas 24h; diz-me lá se isso não é ainda mais extraordinário do que pensar que pontos distantes do Universo se afastam a velocidades superiores à da luz?”

 

Pois, mas o movimento de rotação do Universo é aparente!! A Terra é que roda!

 

Claro, Luísa, e aqui é a mesma coisa! Nós encolhemos e, por isso, em relação a nós, o Universo apresenta uma expansão aparente, com uma velocidade proporcional à distância a nós e independente de quaisquer limites ou leis físicas, pois que se trata de uma velocidade aparente!” Luísa pensa uns segundos e exclama:

 

Já percebi!”

 

Viro-me para o Mário, que me fita atónito: “Podes continuar”. “Nem vou discutir isso contigo” desabafa. Inspira. Continua:

 

Portanto, zonas do Universo suficientemente distantes afastam-se com velocidade superior à da luz. É o que acontece em relação a nós com os astros com desvio espectral, ou «redshift», superior a 1, mais coisa menos coisa, dependendo do modelo.

 

Então, muitos dos astros que podemos ver afastam-se de nós a uma velocidade superior à da luz?

 

Claro!” Um silêncio é ravina entre a certeza dele e a dúvida delas. Aproveito:

 

Observamos a expansão do Universo como observamos a sua rotação em 24 horas; uma, sugere-nos que o Universo começou num ponto, e a outra, que estamos no centro dele; mas nem uma nem outra são reais. No quadro do Desvanecimento não existe um fenómeno de expansão, logo, nada sustenta a ideia de um Universo que surge de um ponto que explode.

 

Então o Universo surge como, ò sabichão?” O piscar de olho para a Luísa sugere-me que ele está habituado a enfrentar contestações e a sair vitorioso.

 

publicado por alf às 03:09
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Domingo, 2 de Novembro de 2008

Cosmic Inflation: taking the magic off

 

 

Porque é que o Jorge disse que o Desvanecimento não precisa da hipótese da Inflação? Ora... não está mesmo a ver-se?” Um sorrizinho desponta na cara do Mário. A Luísa sente-se provocada, o gesto fica impaciente:

 

Deixa-te de coisas e diz lá.”

 

Não falou o Jorge no «tempo escondido»? Isto de a unidade de tempo Atómica crescer para o passado faz com que seja quase instantâneo, no referencial Atómico, aquilo que num referencial Invariante pode ter sido extremamente longo.”

 

Por exemplo...

 

Jorge, nesse teu gráfico da medida do tempo em A e em R, marca aí o momento em que se libertou a Radiação Cósmica de Fundo, o CMB como é conhecido.”

 

Boa ideia.” «Devia ter feito logo isso», pensei. “Bem... não posso fazer um desenho à escala porque o CMB fica tão próximo da assímptota... vou apagar as escalas, é um desenho esquemático... Ahh, tive uma ideia, vou adaptar o desenho da NASA... Pronto, está bem assim?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mário observou uns instantes. “Está óptimo! Reparem como, para um observador Atómico, o Radiação Cósmica de Fundo se segue logo ao Big Bang, aqui, no eixo vertical... e isto é esquemático, porque os dois acontecimentos são muito mais próximos.” Luísa e Ana acenam afirmativamente. “ Mas reparem agora no eixo horizontal: o momento do Big Bang pode estar indefinidamente recuado no tempo, não sabemos onde está; o tempo entre o Big Bang e o CMB pode ser indefinidamente grande, estão a ver?

 

E então?

 

«Então» Luísa?! Então não se está mesmo a ver?” novamente o sorrisinho provocante, ou talvez impaciente, “Isto significa que houve todo o tempo necessário à uniformização do Universo antes da libertação do Radiação Cósmica de Fundo, portanto, explica a uniformidade do CMB.”

 

Disseste bem, «explica»”, aproveito a deixa para insistir na velha tecla, “Os modelos do Big Bang, da Relatividade e do Ptolomeu descrevem o Universo tal como o vemos, mas apenas isso, eles não o «explicam»; o modelo de Newton ou o Desvanecimento é que «explicam». Conseguem intuir a diferença?

 

Não entendo se o silêncio que me responde é uma pausa para pensar ou sinal de confusão. Ana é a primeira a quebrá-lo:

 

Eu, para já, sinto-me fascinada com esta coisa do tempo de Referência escondido atrás do tempo Atómico... fascinante sem dúvida... percebo porque estás sempre a dizer que o Universo é subtil...”

 

Cá para mim, o que eu percebo é que o Desvanecimento parece estar certo e o Big Bang errado... Pois se o Desvanecimento dá sentido ao que não parece ter sentido nenhum no Big Bang! No mínimo, diria que o Desvanecimento, para já, está a ganhar 1 a 0 ao Big Bang.” A Luísa pisca-me discretamente o olho, é agora ela a exibir um sorrizinho, desafiador, ao Mário. Tenho de intervir, pois o Mário prepara-se para responder e só iriamos perder tempo.

 

Na verdade, Luísa, o Desvanecimento não está ainda a ganhar: o raciocínio do Mário está muito certo, poderia, em abstrato, ser assim, mas não pode ser porque o Universo não funciona dessa maneira. Isto é tudo um rematado disparate, a descrição não pode ser como a teoria do Big Bang diz e se a descrição está errada, a explicação é inútil.” O espanto da Luísa e da Ana cedem ao visível desagrado do Mário, que me surpreende, não estou eu a negar uma avassaladora vantagem do meu Desvanecimento? Quase apoplético, exclama:

 

O Universo não funciona assim? Mas tu é que decides como é que o Universo funciona!!!”. Mais calmo, insiste: “Estarás como o Einstein a afirmar que «Deus não joga aos dados» ou que «Deus é Subtil mas não Malicioso»? Não me digas que vais dizer que «Deus não Inflaciona!»” A risada a sublinhar a piada pede coro mas recebe um silêncio penoso, que se instala e transforma na folha em branco onde terei de escrever a resposta.

 

publicado por alf às 16:37
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